Full text of "Beiträge zur Physik der Atmosphäre. [Zeitschrift für die erforschung der höheren luftschicten] .."

See other formats

25 JULY 1905 6 P.M. f.c-.Z

Beiträge zur Physik
der Atmosphäre

V- tri

Digitized by Google

Ankündigung.

Die «Beitrage zur Physik der freien Atmo^bflre» erscheinen in zwanglosen Heften.
Etwa dreißig Druckbogen Ulden dam Band Mit besondereni Tftd und Ubatavcndduito.
Preis des Bandes für die Abonnenten IS.—. Die Hefte werden anch einzdii abgegeben zu
eotqirediend hfllieren Einzelpreisen.

Bis jetat iit encMeoen:

Enter Band. Mit Mhlrekhen Flgnrea hn Text and diei Tafclo. 4*. V. aio S. 1904—1905. 15.—%

Einzelpreis von Heft i .Ä4.— , von Heft 2 »«3 50, von Heft J ^A'V>i Heft4^S — •

Zweiter Band. Mit zalilrcichcn Figuren im Trxt und acht Tafeln. 4*. 2!l S. IQOÖ — 1908. — .

Einzelpreis von Bd. 11, Heft 1 M y—, von Heit 2 4. — , von Heft 3 ^ 3.50, von Heft 4 Jl 4.5O1
TOQ Heft S •'13'— >

Die VerUigihandluf^

All Sepuatabdrack au dem a. Heft de» I. Baadea iat etadileaen:

Die Tabellen tttr Berecluuug der Hfihen von RegUtrierfcftlkxu tàaA erweitert tä» m 36«oo tu.

4*. Sehe 6B— Sg. 1904. Jl i.ja

jDftdfife îtrr fmrn Hfranfpjinrr,

Zeitschrift für die wissenschaftliche
Erforschung der höheren Luitschichten.

Im Zusammenhange mit den Veröffentlichungen der Intemationalea
Kommission für wissenschaftliche Luftschiüahrt

herausg^eben von

R. Assmann H. Hergesbil

Lindeabeig Straâbwrg

Mtatbdter:

Cl. Abbe, Washington, A. Bkkson, Berlin, R. IViRNSTFiN, Rerlin, H. Clavtom,
Boston, W. H. DiNBS, London, H. Ebert, München, J. Hann, Wien, H. Hm»-
BRANDSSON, Upsata, V. Kbbhsbk, Berlin, W. Köppem, Hamburg, /. Maurer, Züridl,
L. Palazzo, Rom, J. M. PuiNntR, Wien, A. de Quervain, Zürich, L. A. RoiCB,
Boaton, M. RvxATCSKW. St Petersburg. A. Schmdt. Stuttgart, W. SiUW,
LondoD, A. SntOMG, Foiadun, R. SOsne» Berlin, E. Wugbut, Gattingea.

Zweiter Band

Mit zahlreichen Figuren im Text und acht Tafeln.

Stnflbufg 1906-1908.
Veri^ von Kart J. TrObner.

Digitized by Google

Dnch «M M. IMIantScliMiUii, Stnttui;

Digitized by Google

Inhalt

I. Heft.

8eU«

V. BjMKKKg aB<> J. W, SaKOSTKôM. Hitf^gtriCen gur Berechnung Jtr Dfncicveftellimg In der Almmphïri;

m Jtm kateriiatioiialeii TagcD HK-o — ny:>v Mit einer Kurvcnzcichnunt; im 'l'eut und ryci '['afcln . , [

A. Si HMIur (Stuttgart), Die Aimcmililire de:» Weltraums t8

Ajjbf.d WBt.E.sta, Uber die Hugbahn dtrs »m 4. Jnnuar 1906 in Lindiailxfg «ufge!tlic);eneo RtgirtrietfaaUon».

Mil etoer Abbildnne Im Teil 30

HiHBY Hkl» Clavtom, a Disennion of th« ObitrTtüoni obuimd by th« Blnc Hill Ob»crT«torT with

B»]lL>o»-»onilet it St. Lonli. MK a T»feln ^ ü

H. HwcESELi.. 'Jber lokal« WindttiBonniEcn in d«r NShe dtr tiiTi«ri»chtn Inithi <I

AuMtD Wegexe«. Studltn Bber Lnftwottn. Mit vier AbbiMungen Im Text und »wel Ttfeln SS

K- Y. Ba.oi «, Cber dut Aatmc^^en von RnîiatrierballnrulmKra'nn'en. Mit drei Abbitdungem im Teirt ... 7j
A. üH QtERVAm, Cbcr eine einfache Methode, die Strflmuneen der liOhcicn ■\tniosphärtDSchichlen jytte -

mali.ich zu uiiter»aclien 77

3. Heft.

Elmar Rosemthal, Über trockene Zonen der freitn Atmasphlfe ».. ^1

K. V. BasüI'.s, ('her die Windverhallnute in der oberen Inversion. Mit drei AbbildungeB Im Te« ... V

H. IIeruesell, Die Erraiächt:!!;; der freien Atmo-phfite Über dem Fülarmccr 96

E. KLHiMscHMtTjT. Die Feuehti);keininei»ung l>ti Regi!itrierl)aUwnaufMie{;en. Mit elnef AbbiMang nnd «wti

KanftcitichBttOBtn im Ten 00

4. Heft.

Fkimhicw Rrrm. örtlkhe» WioJminlregm. ontcrer and obtrer Wind. Mit iw«i FiimrcB ira Ttxt .... US

TiiEODOK Akexdt. l'nlersuchuiiK des verlndcrlichcn Charakters der Waiserdampflinicn im S<iDncn;ptktnini
mit i>cüünderer BerückaichtitJunK der meteorolpi:i»chcn VcrhA3tni»-»e der Atmosphire. Mjt zwülf
Kigtircn im Text tjj

Walteb Knoche, Zum Wtriiict;chali der Atmosplilre. Mit »i«r KarrtnielchnuBgiin im Text 177

5. Heft.

H. Kbert md C. W. Ltnrt, Der FreiliaUan im elckitiachcn l-'cldc der Erde. Mit 6 TcxifigMrcn und a Tafeln iS.^

K. Kl FIXSi'HMiriT. Uber die Feuchlit;keil>verhiltni»^t der oberen Inversion TOj

L. 1'alaziu, lle^chrtibung stweicr Vorrichmngcn tum Abwerfen oder l'jitlctfcn eines Balloni b«i den Doppel -

ballonaafatiegen übet dtm Meer«. Mit dr«i Kigiiftn in T««t «18

Hilfsgrößen zur Berechnuno^ der Druck\ crtcilun(r
in der Atmosphäre an den internationalen Tagen 1900 — 1903.

Von

V. BJERKNES und J. W. SAxNDSTRÜM.
Mit fiiaer Kurvenzeichnung im Text und zwei Tafeln.

1. Den Hauptinhalt dieser Ahhaiulluiit; bildet Jie Tabelle I auf S. '_' und folge luleri. Die
Zahlen dieser Tabelle sind berechnet uus den Beobachtungen, welche in der freien Atmosphäre
angestellt nod in den nBeotachtui^Feii mit bemannten, unbemannten Ballons and Drechen,
sowie auf Berg- und Wolkenstationen" publiziert sind, und zwar von Dezember 1900 bis
Dezember 1903 inklusive. Die Zahlen sind als Hilfsgrötten zu bezeichnen, durch welche man
in bequemer Weise zu talsellaiiacber oder zu graphischer Darstellung der Omdevertellang
in der Atmospliire zur Zeit der betreffenden Hocfafiilirten Obeifehen kann.*)

J. Die HitfsgrdSen und ihre Anwendung.

2. Ehe wii' m Lier Definition dieser HlUsgroOefl flbet]gdienr sind cn%e BemeriEungen
über die angewendeten Maße notwendig-

Da unser Ziel eine weitei^diende Dlslnission der Dynandir der Atmosphäre ist, kOnoen

wir uns nur absoluter Maße bedienen. Daher mufi die gewöhnliche irmtionelle Druclveinheit,
das mm Hg., aufgeben und durch eine entsprechende, dem absoluten Maâsysteme anp:ehörende
Einheit ersetzt werden. Als solche praktische Einheit ist oft die Megadj'ne pro Quadrat*
Zentimeter vorgesi lilagen worden. Diese Einheit werden wir ein Bar nennen. Das Bar
wird in Dezi-, Zenti- und Millibar geteilt, imd das Millibar ersetzt das mm Hg. Das Millibar
betragt sehr nahe •/« oder genauer 0.75006 mm ilg.

3. Wenn es sich um dsmamische Aufgaben bandelt, sind bekanntlich die Flachen
gleirher Mrthe Ober dem Meeresspiej^H nirht geeignete Koordinatenfl'lrhen, weil sie nicht
Gleichgewichtsflächen sind. Die natürlichen Koordinatentlachcn sind die Niveauflachen der
Sdiwerkiaft. Dfe Einfflbitug derselben anstatt der FUUto f^eicber SeeliObe ist Obrigens
nicht nur theoretisch richtig, sondern auch praktisch vorteilhaft, weil man dadurch eine Reihe
lästiger Korrektionsrechnungen los wird.

Zur ziffemmttMgen Bezeichnung der Nl^eauflAdien bedient man sich ihrer Potential*
werte. Die Nivtauflachc Null i<t immer die Nleercsoberfläche. Zwetks Bezeichnung der
folgenden sagt man am einfachsten : die Arbeit 1 ist crforderUch, um die Massenetohdt von der
Meeresoberfläche zu der Nlveanflache 1, eine Arbeit 2 um <Se Masseneinheit von der Meeres-
obt-rfl.'lc he zu der Niveaufläche 2 /.u hi bcn, usw. Der Abstand zweier auf einander folgenden
Flachen wird dann gleich dem reziproken Werte der Beschleunigung der Schwere. Mißt man
dfese in Metern, so vtkâ der Abstand der ganzzahligen Niveaufiadien rund ebi Dezimeter
betragen. Für praktischen Gebrauch fallen jedoch diese Flachen zu dicht aus. Faßt man
deshalb je zehn zusammen, so wächst der Abstand auf etwa ein Meter, was bequem ist. Diese
in rund einem Meter Höhe Aber einander folgenden Flachen werden wir deshalb
mit den ganzen Zahlen beziffern.

', E)aß wir diese Arbeit au^^fùhrL-n konnten, vcrdrin^cn wir in erster Linie ilcr uicilcilwlten I'tnoi-
stûtsung der Stiftung ,X«rs Hiertas Minne- in Stockholm. Während der Arbeit haben sich die praictischcn
Arbeitsmethoden aaflenMilentiieh vereinfacht, so dafS die hivr puUiaierttn Zahlen, mit Angabe der neu eaten
Methoden ihrer Berechnung, wr dem Umfange der ufsprCnglicb ■mgeninten Rechen* uad Zekfaenarbeit
gar fcdne Vwateilimg geben.

Bttirttt M njftlk 4«r (Mm AiMtpliaR, a I

Digitized by Google

V. BJerknes nnd J. W. Sandstrftm,

, L , , , , > Metern
Den genauen AbstnnU Uic.e. Mu. lun, srhwcrobes^-hleunigung.

dynamische Meter nennen. Dieses erlaubt uns zu sagen; die Ordnungs-Zahl einer Niveau-
fUcbe Ist i^ietcli &uier HlSie Uber don Meeresspiegel, gemessen in djnmüsdien Metern. Diese
Aiisdrtickswrise ist zweckmäßic wrptn der engen Beziehuntr des dynamischen Meters /um
L.lngenmctcr. Denn das dynamische Meter ist nur um etwa 2"," länger als das Langen-
meter. Wenn wir deshalb eine Niveattfiadie durch ihre HMie in dynamischen Metern d»ralc>
tcrisiercn. sci sind uir sogleich auch über ihre ungefähre Hf^he in Nfetem orientiert. In
Wirklichkeit ist aber das dynamische Meter ein Maß nicht der Höhe, sondern des Schwere-
potcndaies, und entspricht zdin Einheiten dieser GrOSe, wenn man die Schwer^ieschleanigung
in Metern mißt.

4 Wir können nun die Druckverteilung likogs einer Vertikalen in der Atmosphäre be-
trachten. Pnnlcte, an denen gegebene Dmclce herrschen, werden je nach dem Zastande der

Atmosphäre verschiedene Vcrtikalabstände haben. IMc in der Tabelle I gegebenen Zahlen sind
solche Vertikalabstände, in dynamischen Metern gemessen. Diese Vertikalabstände fangen
samtlich unten an dem Punkte an, wo der Drudt 1000 mmbar beträgt» tmd reichen zu den

Punkten, wo der Druck 900, 800 100 mmbar betragt. Zum Vergleiche schreiben wir die

SUgeliörigen Drucke in mm Hg auf

1000 9Q0ä00 700 60050O4Oü3ü02UÜl00 mmbar

790,1 «75.1 (HOfi 535,0 ASßfi 375/) 300/) 225/) ISO/) 76/> mmHg.

Diese in dynamischen Metern gemessenen \ ( tiVnlabstttnde sind also die Potential-
Unterschiede zwischen den Punkten des Druckes 900, IMO, . . 100 mmbar und dem Punkte
des Druclces tOOO mmbar. Sie sind nach der hydrostatischen Pfeindamentalformel

aj dV ^ V dp

berechnet, wo V das Schwerepotential, v das spezifische Volumen, und p der Druck der Luft
ist, indem die aus den Beobachtungen hervorgegangenen Werte von Druck, Temperatur und
Feuchtigkeit benutzt sind. Alles in allem sind 467 der publizierten Beobnchtungsserien benutzt
worden. Einige Serien konnten nicht mitgenommen werden, teils weil der Druck nirht ange-
geben war, teils weil offenbare Fehler wegen Sonnenstrahlung vorlagen, teils endlich weil die
BeObaditnngsiwit von der Zeit 6^ a. m. zu weit entfernt big.

Tab«Ue l

Relative Topographie fo dynamischen Metern der Isobarenflachen von je 100 mmbar
bezogen auf die Isobarenflächen p=1000 mmbar.

6. Densmber 1900 la Januar sgoi f. Februar ngui

mmMir

Fftria

Stndib.

Bei lin

WicD

Pârb

Sirafitk

Berlin

WICH

StniSI».

Berlin | Wien

Knluui

Modem

1000

fjOO

S 50

83s

841

835

808

817

804

830

81.,

8:0

820

800

1787

«773

1758

1809

1761

«755

1772

1731

1750

1700

1723

1707

1716

1720

1733

700

2833

2808

3785

2805

3781

«778

2811

2762

2781

a693

î7a3

2700

2697

2717

*7S3

600

4019

3972

395«

4053

3927

3924

3984

3912

3936

3808

3S15

3794

3837

3912

Soo

5385

5338

5429

524J

5238

5324

5231

5090

5J43

SO92

5035

5119

400

7006

7061

6775

6900

6762

6<5o8

6661

6419

300

9005

9069

8674

8832

8645

8474

8552

8389

»III

aoo

11624,

I1688

IIII3

IIOII

100

1 '

Digitized by Google

HilAgfBfi«! MW BeKChduiig der DnidnwteUnv in der AtoMiplilre ui dm intonmlioimilM T«g^ i«aa— 1903.

7. Man igoi

19. Afjril 190X

imnkar

S:raGb

\\''cn

Tetcrs-

MoaJcau

l'aris

äiraßb.

Mün-

f 1. L II

w icn

Ptten-
buFK

Moskau

1000

900

839

8j9

852

Sag

8ao

B47

841

829

835

829

8.7

811

Soo

I7Î5

»735

'745

1738

1726

»773

I76I

«735

1738

1748

1735

1716

1707

2732

2757

2738

2734

2671

2816

2781

275»

2750

3768

2747

2720

2700

600

3863

3847

3894

3858

3871

379»

3997

3931

3901

3896

3933

3897

J8is

500

5145

5119

5208

5140

5185

5097

535«

5245

5225

5247

S2l6

5097

400

6650

6618

6645

6742

660X

6966

6795

6797

6734

6615

300

84*3

8493

8487

8915

8686

8567

8465

aoo

10920

11452

il223

1 1046

10839

100

Mw I

101

13. Juni 1901

4. Joli 190t

mmluir

Futo

scMib.

BeHla

Wim

bwK

Pwrii

S(nSb.

Berlin

Wi«a

MailiM HàM

Stnib.

Btrlin

Wien

Pctan-

1000

900

874

883

874

868

865

850

871

859

«77

irr

871

868

871

847

Soo

!83t

1824

1815

1805

1780

tSii

1802

1841

1821

1818

1821

1838

1800

700

28^5

28ë6

3858

2848

2819

2857

28481 2907

3910

2875

2876

2875

2894

2858

<Soo

407 s

4067

4048

4035

4031

3996

4038

4029

4U8

4065

4009

4065

4098

4048

500

5436

5407

5419

5391

5346

5399

5385

5531

543'

5412

5426

400

7023

6983

7040

6980

6947

7007

6999

7032

7013

7037

300

8939

8899

8937

8yi;

8448

8964

8981

8963

8968

200

II418

11579

11508

II 509

it595

11553

11482

100

I. August igoi

Fiito Sinflh. Berlin

o
874

868

1834 1818

3903
4106

S 508
7148
9163
"747

2872
4067
5459
7099
9122

889
1873
2969
4217
5671

735«
9404
1201 1

Wien

PcttM-

880
1857
2942

4' 59
5556
7196
921 1
II91 1

871
1824
2897

5. September igoi

8S9l
1802
2860

405s

5426
7040
9014
11586

859

1802

3852
4038

5'04
7012
8986

Berlin Wien

o I o o

847! 850! 844

1773 I »793 I 1774

2804 I
3981

285s
4063

2805

3. Oktober igoi

S4tcllti: Berlin Wien

0 . O

853! 865

1790' iSiy

2833

4010 4089

5355
6924

883«

I1438 —
15710 -

288;

5491
7118
9118

877

1844
3914
4122

5524
7177

923 s

Digitized by Google

V. Bj*rl(ii«ii oad J. W. Saadttrftm,

7. November igoi

5. Dezember 1901

g. Januar 1902

inmbar

Sir* oil

vi icn

Pctcr&-
burR

W ICD

PcLcrv>
bur«

Parla
1 Hill

Of 1*1*0.

Herl in

1000

900

838

841

850

820

82g

817

8t4

817

8ti

8a0

820

83a

Sc»

1764

1778

1764

178J

1719

«713

1710

1763

1791

1763

1769

700

2791

2825

2787

2818

2712

2/94

2772

2754

273Ö

2707

2802

2837

2813

2827

Goo

39SO

3998

3942

3995

3818

3967

3945

39»8

3895

3849

3970

4010

3990

4017

SCO

5283

5338

5277

5340

5069

5307

528S

5247

S19S

5310

5329

5340

5388

400

6848

6914

6840

6903

6497

«8»9

6854

6S04

6723

«873

«886

300

8739

8855

S786

8805

8795

8712

8764

8777

200

II 230

H192

II29&

11243

100

6. Februar igoa

6. Mlf

M igoa

3. April 1909

mmbar

Patan-

Pari*

SuaAb.

Wie»

StniSb.

Berlin

Wim

Straßb-

Berlin

Wien

1000

«00

831

826

823

838

844

835

844

817

847

826

8?4

"755

1746

1749

1761

1781

1772

•777

•737

1780

1787

1746

1781

1703

700

2790

2777

2780

2800

3827

2818

2812

2768

2826

2822

2773

2827

2693

4S0O

39S8

3954

3939

3959

4004

»»5

3976

3932

4007

3990

3928

4008

3811

500

5303

5304

5258

5339

5335

5305

$261

5363

5330

5268

5348

5098

400

6890

6886

6776

6896

C892

6964

6906 6876

6917

6603

300

8827

8675

8771

876;

8913

8814

•

8841

200

11180

II2I2

11404

II 328

100

I. Mai 1902

^ Jvni ifOB

3. JuU igoa

Pari!

SmAbj Min

Wi«n

SiMfib

Berlin

Wien

Paian-

burg

Paria

SiralSb.

Bcflia

Palais
bwf

1000

900

844

833

841

844

839

8$«

8$0

893

877

853

850

8S6

800

1767

1738

1761

1760

1728

1793

»797

1866

1847

1790

1806

1790

1783

«796

«793

700

2794

2746]

2777

3776

2725

2832

2840

2935

2920

2837

2875

2848

2814

2842

2836

ÖOO

3953

3874

3919

39»

3845

4009

4030

4« 30

41 10

4033

4079

4047

3995

500

5288

5162

5222

525«

5138

5365

5391

5496

5466

5384

5481

5418

5351

400

6857

6680 6753

6656

6954

7012

7097

7035

6985

7108

7019

6933

300

8773

8538! 8628

8514

8886

9046

8934

8942

9107

8882

200

11334

11017

11412

11630

iijgo

11596

11679

II5«3

100

'5532

Digitized by Google

WUtffMtn nur Bcndiamig «ter DrttckverteHung In der Atnioi|dilfe u den inteflistemlen Tegee 1900—1903.

7. Attgust igoa 4. September 19M a- Oktober 1903

S-riißb.

BltI:..

l'i t PT ■ -

'■■u-t;

SlrzÜli.

lïej-in

ri-u-r.:-

rar

,,, ;

1000

900

862

895

873

886

8SS

868

886

«59

844

848

83s

853

808

800

! 8<> l

I840

1866

1796

1822

1869

1856

1858

1806

1767

1778

174S

1793

1684

700

2874

2939

2913

295'

2830

2880

2946

2929

2945

2860

2787

2805

2764

2839

2673

fioo

4067

4134^ 4I2I

4163

Amr

41 S4

4135

4171

4055

3940

3964

39'4

4018

3793

500

5433

SSio

5523

5539

545<5

555'

5532

5584

5426

5264

5293

5243

5379

5065

400

7034

7144

7172

7080 7197

7185

7040

6B2I

6S69

6819

6974

6558

JOO

9« 59

9212

9196

8997

8762

875'

8)01

200

"544

11848 11947

11634

11381

100

16384

(Su November 190a

mnbar

RoiD

Bcm

Ucrlin

Witn

boif

1000

900

862

868

853

856

830

838

79»

8o()

IHI-

,8.5

1796

1816

1760

1758

1668

700

2865

2839

2874

2807

2824

2649

600

4070

4012

4«47

3982

4023

3?<9

500

5444

5357

5392

5335

400

7071

6933

6981

6924

300

9045

8824

8901

8873

200

11617

11187

11403

11498

100

15866

4. Desember ipoa

Paila

Rom iStrafib.

Man-
chen

Berlin

Wien

792

830

792

786

808

799

«c-.i

1770

1733

1698

1662

171 1

2659

2794

2729

2710

2636

2723

2674

37»

38JS

3856

3745

3856

3794

5077

5091

5027

5079

6608

6590

6548

6604

8507

8394

8452

»479

1II2;6

1 1071

10958

ISS23

9. Januar 1903

5. Februar 1903

5. Min tgoa

nmD&r

Parti

!■]«>

Siraßli.

Berlin

Rom

Wi«M

Pwit

Berlin

Paris

Siraßb.

Berlin

WICK

1000

900

858

826

851

847

853

838

829

835

829

850

842

841

83«

800

I80I

1752

1798

1784

1803

1781

176.'

1766

1758

1742

1783

1768

1762

1752

700

2844

2795

2833

2823

2797

2793

2754

2829

2799

2793

2779

600

4012

4001

3987

4001

3961

39)5

3900

4006

3963

3959

3943

5360

534'

5316

5338

5301

5^19

5214

5356

5298

5294

5283

400

6936

6923

6879! —

6888

b&7o

6780

675 t

6954

6861

6844

6856

300

8844! —

8839

8799

8763

8778

8642

8S«4

8911

8765

8744

^7«

200

II388

11307

'»33&

11231

11269

1II2I

11460

11291

11293

too

Digitized by Google

V. Bjerkn«» und J. W. Sanditrda,

nmlnr

a. April 1903

Fuit

SusOh.

Rarmcn

Berlin

Rom

Wien

Pcwn-

1000

900

841

850

829

862

832

805

800

1764

1776

«735

1795

•742

1701

700

2791

2803

2801

2739

2834

275a

3709

«00

3946

3967

3869

3998

3887

383«

Soo

5273

5296

5iS4

S343

5185

Stil

400

6826

6859

6662

6609

JOO

8713

8767

8562

?5?r)

200

II 192

1 1 204

11116

100

7. Mai 1903

^ ■ 1 VM^ibV

mH ixniGn

ISanncii

Berlin

Wien

Kon

0 ' 0

850' 847

860

850

856

865

901

«7731 1767

179I

"773

1793

1812

1885

2790I —

2824

2798

2828

2864

2906

3964 -

3972

3962

3992

4054

52861 —

5291

5297

5327

5417

6833 -

«35

6903

7009

869SI —

8701

8844

8933

II 238

II436

"-r-

lOQO
900
800
700
600
SOG
400
300
200

too

4. Juni IJ03

Pari»

853
1793
2851

4041

iitnCb.' Berlin

8381

•775
2825
401 1

5367
6956

11391111420 —

o ;
8S3l

'793 I
2847 I

4037 !

5397i 5398
6986, 6987
8918; -

1 I

o
856
1789
2828
4027
5404
7025
9032
11732

Wien

871
1828
2890
4082
5484
7124

9>23

IVlerf-
buru

874
1831
2881
4058
5414

«.Juli 1903

r.iiis 1 B.iili \ /.iirtcb

i j — ' ! ' 1

Rom |suidSb.j j Bclin j Wien | ^^^^^

877
1837
2914

4127

5529

874
1838

29« 5

4123
5500

7163 I 7108

9130 cx'82
— 1 1678

86$
1832
2917
4138

5551
7210
9225
11832

895
1869

892
1873
2958
4171

5573
7207
9206
I1803

o '
874

•827;

2908 ;

868 874
1818 1824
2876 2882
4080 4077
5477! 5474

7104
9103

7101
907 s

745 —

86«
1811
2854

rarobu

6. August 1903

l'aris

1 ; ■ ■ :

. 1

1 ...Li.

iOOO

900

853

874

862

856

877

862

800

1796

1828

1904

1828

1809

1796

1837

1805

700

2866

2890

2894

2867

2907

2848

600

4078

4085

4098

4066

4II5

4023

500

5480

5461

5500

5463

S497

S37i

400

7120

7088

7n5

7Ï3»

300

9119

9087

9122

9138

200

11703

I1683

11764

100

3. Septembe r 1903

r.i,

- r-.l

868

87^

889

877

862

1825

1841

1859

1880

1857

1809

2891

2914

2917

2976

2950

2863

4090

4109

4107

4206

4171

4OS8

5487

S5H

5504

5614

5S78

7108

7138

7t»5

7267

1 7M4

9065

911

9272

11637

1169(1

I I67I

11889

M9ö6

•5934

Digitized by Google

MUIàRT0Om inr l«iecfanang der Drackvefteihing in der Attnosphire m den intcmUioiialeii Tagen ryoo— tfa^. 7

Oktober 1903

j'.l is

Rom

/.Brich

SiraCI».

Berlin

Wici»

lOOO

000

874

8S9

S<;o

868

880

868

800

1834

1856

1823

1828

1847

1825

700

28g6

2922

2S93

2386

2917

2891

600

4091

4135

4101

408 t

4I2I

4099

500

5467

5 4^5

5447

5503

5470

400

7088

7 " '4

704&

300

9045

8997

9112

200

11575I -

11610

11546; I1719

100

5. November 1903

Paris

Ri>in

ZQric»!

SiriOh.

Mfln*

chcn

Btriin

Ptttn-
bnis

841

865

844

847

841

847

835

1774

I812

1764

«777

1770

1761

1771

174S

3809

2855

2803

2812

2801

37S8

2816

2760

J977

4032

3S«o

5980

3974

3943

3989

390«

5306

5320

5330

5262

5334

5216

6S69

6894

ü8%>

üyoö

6812

6910

87«9

8802

8780

8822

8826

IT248

II370

II 201

11313

15293

3. Derember 1903

IM*

Rom

Zürich

StnQb.

Berlin

Wien

Petert-
buif

1000

0 1

900

820

850

823

817

823

814

800

1716

1776

1719

1713

1716

1729

1720

700

»709

2716' 2706

2741

27*4

600

3829

3SJO

3883

3852

500

5122

5103

SI18

5 191

5140

400

«659

6602

6623

6741

6671

300

8542

S460

8481

8674

8587

200

II062

1 1021

11206

100

15339

»5564

5. Um die An%vendung der Zahlen dieser Tabelle zti vemnschauliclicu, können wir
uns erst den Fall denken, daß die isobarische Flache in der Atmosphxire, wo der Druck
1000 mmbar becragt, mit der MeeresoberflAdie suBunmeafflllt Die Zahlen steUeo dann die dyna-
misrhen Seehnhcn solcher Punkte über den Reoharhrunpspunkten Paris, Straßhurg, Berlin etc.
dar, welche den Isobaren Flachen 9ü0, 80u, . . ., lUU mmbar angeboren. Tragen wir deshalb
te einer Karte die Zuldea ein, weldie eiiwr bestiminteii dieser ieobturenfUcbeo aagebttoen, so
kennen wir eine topographische K;irte dieser Isobarcnfinche entwcrfeiit wo die EiliOiiiBigeii
und Vertiefung^) io dynamisdien Metern angegeben sind.

FUlt die bobarenfiOciie p « 1000 mmbsr nidit mit der Meeresoberflttdie zuHmmen,

so gibt die ijezeichnete Karte nieht mehr die ubstilute, sondern die relative Topographie
der betreffenden Fläche, bezogen auf die l-sobarenflache p 1000 mmbar.

6. Die Topographie dieser Flache, p = 1000 mmbar, mufi besonders ernrittelt werden.
Und dieses geschieht ohne Schwierigkeit, wenn man die in der traditionellen Weise gezeichnete
Isobarenkarte für das Meeresniveau zu Verftlgung bat. In der Tat, eine solche Karte, welche
mit Isobarenkurven von fOnf zu fünf mm Hg gezdcbnet ist, stellt in grofier Ann&hertmg die
Topographie der 1000 mmbar Karte dar, und zwar dsrch Kurven, wetdie Niveauiimterschieden

Digitized by Google

V. B}«rlcite« and J. W. $»ndstr«m.

vtm je 50 dynamisdieii Metern entsprechen. Um m der genauen Karte Oberzugehen, hat
man nur an den Isobfirenkurven ganz kleine Korrektionen anzubringen, die man au.s der
Tabelle II ersieht. Wie aus dieser Tabelle ersichüich, fallt die Kurve des Niveaus JNulI"

TabeUe n.

Hilfstabelte zar Ermittelung der Topographie der Isobarenf tftche p — IQOD mmbar.

Dynamische
Kcttr

TtmptntDr in Cchfugrid«

—10

— 400

707

708

710

711

713

714

7«5

717

718

ICO

712

7'3

715

716

717

T 1 St

720

722

—300

7ir

718

720

721

73»

724

7*6

—

723

724

725

726

727

730

—200

728

729

730

73«

732

7i3

734

—150

734

735

736

737

738

— 100

739

740

741

742

—SO

745

746

750

756

755

754

754-

lOO

761

760

7S9

759

7S9

758

150

767

766

76s

765

764

763

762

772

771

770

769

768

767

250

778

777

776

775

774

773

772

77«

300

784

783

782

781

780

779

777

776

775

790

789

788

786

785

783

782

781

779

795

703

792

790

788

787

78S

784

immer mit der Isobareokurve 750 mm Hg zti&ammen i^eigentlich 700,06). Die Kurve, welche
z. B. das Niveau von I€0 dynamischen Metern anglbtt fttllt bei der Temperatur — 10* ndt der
Isolvirc 760 mm Hg zusammen, geht aber Ivi « twa —30* durch die Punkte, wo der Druck
761 mm Hg betragt, und bei -f- 20* durch die Punkte, wo der Druck 759 beträgt, und ao weiter.
Hat man deshalb neben der bobarenkarte die zugehörige bothermenkarte li^en, so kann man
gleich unter Benutzung der Tabelle die verlangte topograpliisdie Karte der Isobarenfiacbe
p — 1000 ninri>ar zeichnen.

Diese HUfetabelle 1st in Idcht verstflndlidier Weise berechnet unter der Voraus!>etzung,
daO die Ft u( htigkeit der Luft 70' > betragt, und daß der Tcmperatturgradient in der in Frage
kommenden Luftschicht 0,5» C pro hundert Meter beträgt.

7. Hat man somit die Topographie der Isobarenfiachc p= 1000 mmbar erhallen, so kann
man gjeidi die Topographie der übrigen Flachen finden, indem man die bekannte Superpodtions-
lcnn5tniktinn anwendet. Man zeichnet in dieselbe Karte die heideii Kurvt-nsysteme ein, welche
die absolute l opographie der Flache p =• 1000 und die relative lopographie z. B. der Flache
p ' 800 mnhar darstellen. Das ebie System von IMagonalkorven dieser beiden Kurvensysteme
gehört dann den gesuchten Niveaukurven an. wrlrhp die absolute Topographie der Nirerm-
fläche p 800 mmbar darstellen. Um das Zeichnen unnOlig vieler Kurvensysteme zu vermeiden,
kann man ntatUcflichaucli auf dnander gelegte Blankette beimiaen, wobei diese entweder auf Paus-
papier gedrudrt seht mOssen oder auf eine Glasplatte gelegt und von hinten beleuchtet werden.

Digitized by Google

Hilfigcflfiaii sur Baredmung der Omdwerteihmg in der Atnoaptilr« u den intenwäonalen Tagen 1900—1903. 9

Anstatt diesen graphischen Weg zu bcschrdteo, htttte man natflrlich auch die Niveau-
wate cIlt \OüO mmb;ir-Fläche zu den entspredieildien Zahlen der Tahello I addieren können,
um mit Hilfe dioscf Zalilcn direkt die Karten zu :" i<-lincn, welche die absolute Topo^jrnphie
der isobariscben Flächen geben. Das ware aber nur ein Nachteil. Denn die Kurvensystemc,
wdche die relative Topographie geben, sind immer verbaitnismflAig einfMh und lassen sich

deshalb mit relntiv trrnßer Sirhprhcit flhpr den Rpreirh des Reohrirhtunçsgebietes hinnns ver-
langem. Dtircb Superposition auf die in voller Ausdehnung bekannte lUOU mmbar-Karte erhalt
man deshalb die mit WiUkflr am wenigsten behaftete Extrapolation, die m erreichen ist

8. Als Beispiel sind in Tafel I die Karten mitgeteilt, welche ilii: Topographie der Isobaren-
flacheo am internationalen Tage" vom 7. November 1901 darstellen. Die allgemeine Wetter-
lage war folgende. Eine ausgeprägte Cyklone fiber Nordeurope mit Cfentnim in I^nland
'73," mm Hg , und ein Hochdruckgebiet über We^t und SüJeuropa (770 mm Hg) über England
und Uber der Balkanhalbinsel. Die 1000 mnü)ar-Fiache weist Nivcauanterschiede bis zu 350
dynandscheit Metern anf. Im Obr^ien 1st sie in groSer Ausdehnung eine reb) tbeoreäsche FUdie,
welche unter der Erdoberfläche verlauft. Sie entspricht insofern den auch in grofler Aus-
dehnung rein theoretischen Kurten, wo der Druck auf das Meeresniveau redwdert ist. Mit
steigender Höhe nimmt die Neigung der Isobarenflachen stetig zu, so daß die vorletzte
Isdtarenflaehe Niveauumeiseliiede von mehr als 1000 dynamischen Metern aufweist. Diese
zunehmende Neigung der Isobarenflachen mit dei Höhe ist eine Frscheinunp, welche man sehr
oft findet, weim man das ganze .Material von Karlen der lsob.^renfiachen an den internationalen
Tagen dturchmustert.

Bis zu der untersuchten Höhe hnt also die Cyklone ein kaltes Centrum und lebt dem-
nach auf Kosten ihrer früher erworbenen kinetischen Energie fort. Die oberste Karte, wenn
sie zuvertOss^ ist, schebit auf eine beginnende Abflachung der Isoberenflflchen hlnzncteoten,
vom größeren specifischen \'otumen der Luft im Cvkioncncentrum henUbMAd. Dieses mag
der Anfang der üb<a-liegenden Cyklone mit warmem Ccntnun sein. ')

Wenn diese Karten in gewiHuilichen Metern anstatt in dynanüscben Metern gezetdmet
waren, so hatten sie ihr allgemeines Aussehen ^^anz und gm beibelialten. Mit Rüeksicht auf
die Anschaulichkeit des Bildes und damit auf die wesentlich auf der Anschaulichkeit be-
grOndeten qualItatÎTen Untersuchungen, ist es deshalb ganz gleichgiltig, ob gewOhnHche
oder dynamische Meter angewendet werden- Die in dynamischen Metern gezeichneten Karten
haben den Vorteil, daô sie erstens auf weniger beschwerliche Weise erhalten werden und
nreltens In der Anwendung bequemer sind, sobald es sich um tiefere quantitative Studien
der atmosphärischen Dynamik handelt. Auf solche soll hier nicht e ingegangen werden. Es sei
nur beispielsweise hervorf;ehoben, daß die Kurven der in dvnamiselien Metern pfezeiehneten
Karten wirkliche Niveaulinien sind. Längs derselben hat weder die Schwerkraft noch
der Gradient eine Komponente. Sind die Niveaulinien far jedes dynamische Dezimeter ge-
zeichnet, so weiß man z. B. weiter, daß eine unter der Wirkung des herrschenden horizontalen

verändert beim Passieren einer jeden Linie. Pttr jede Linie auf den lùuten der Tafel 1 nimmt
aie deshalb um 500 Hnheiten zu. Sind dagegen die Karten in gewlüudidien Metern gesdchne^
so nrafi man immer lastige Z düenfaktoren initsdileppen and für die Abwdchnnf der Kurven

von den wirklichen Niveaulinien korrigieren.

Tafel II stellt in ähnlicher Weise die Isobiu-enfladien am „Internationalen Tage" vom
2. April 1903 dar. Der Drude an derBrdoberfladie war an diesem Tage sehr glddunflflig. Im

Veq^cidi J. W. Ssndstttait Temperatur end Lnftbeweganf, Met Zeitedir. i9o> Pb >«i.

Btinlg* tur Pbfiik dw IMm AMa^Uit. O. *

Gradienten bewegte Masseneinheit der Luft ihre lebendige Kraft tun eine Einheit

Digitized by Google

V. Bjerkoes and J. W. SandatrOni.

allgemetnen war der Lnftdnick im Westen etwas llAher, ca. 760 mm, Dstlich etwas tiefer, mit

einem Minimum von ca. 750 mm über Uiigani. Zwisdien dem Tief- und dem Hochdruckgebiet
verlaufen die Isobaren im großen und ganzen nord-sOdUch. Die 1000 mmbar-I-lache zeigt folglich
nur idcine Ni vcauuntci schiede, kaum 100 dynamische Meter übei^sclueiccnd. Die Niveaulinien
laufen im allgeoieinen nord^ûdUch, eine Sexâeaog der Flache gießen Osten anzeigend. Mit
steigender Höhe zeigen die Tsobnrenfinohcn zunehmende Niveauimterschiede und gleichzeitig
eine fortschreitende UmJagerung des Druckes an. Die Niveaukurven laufen nämlich immer
meiir ost-wesdidi« Ndgimg der Plfldieii gegen Norden aimlgend.

Beispielen sokhcr Umlagenugen des Dmdces ndt der Hol» begegnet man audi
nicht selten.

n. Praktische DenThnung der Hilf sgrölien.

9. Den Putentiaiunterschied zweier i'unkte, welche die Drucke p* und pb haben, findci
man nadi der bydrostaliBGlien Fundamentalformd (4, a) durch Bcredmnog des Litcgrales

V.- Vb- J^vdp,
Nadi dem IfariottfrGay-Ltiesaceclien Gesetze ist

wo T die absolute Tt^mperatur, und R die Gaskonstante ist. Setzt man dieses ein, und nimmt
fUr die Strecke /wisdien a utid b den Mittelwert T.,b der Temperatur ^ außerhalb des Integral-
zeichens, so ergibt sich nach unmittelbarer Integration

V. — Vb = RT.,b log nat

Die in mmbar ansgedrflckte Gaskonstante beträgt R =• 2S70. Fahrt man gleichzeitig die
briggischen Logarithmen und die auf Celsiusgrade bezogene Temperatur T«,b ^ t.,b + 273 ein,
so ergibt sich

V.-Vb-6d.l (t^b + 233) logt -g-.
Das Degimalfcomtna ist so angebracbt, daß man das Kesnltat in dynamischen Metern

erholt.

Dieser Potentiulunterschied V« — Vh, in dynamüschen Metern ausgedrückt, ist in der
Tabelle in niedef^elegt für Drudduterralle iron je hundert rambar, und fOr alle ganzen Grade
von 80» bis + 30* C. In der Kolonne, z. B. zwischen den Vcrtikalstrichcn, welche 600 und
700 ttbersclirieben sind, und in der Zdle t « — 12* steht die Zahl 1155. Dieses besagt: wenn
die Tjiftschicht zwischen den Isobaren Flächen p — 700 und p — 600 mmbar die mittlere
Temperatur — 12* C hat, so betrngt die Machtigkc-it dieser Schicht llfö dynamische Meter.

10. Das folgende Beispiel zeigt, wie man mit Hilfe dieser Tabelle die in der Tabelle I
mdesiUbttien Zahlen berechnet

') Will man voll«: Genauigkeit erreichen, so bcnOtit man anstatt der wirklichen Temperatur die
von Gulflberg und Mohn definierte ., virtuelle Temperatur", indem man an der wirklichen Tcmpuratur eine
Konektion anbriiigt, welche dem Elnflaft der Feucbtigkeit »uf dsa apetifiiche Vohimen der Luft entapricht.
Bei der Bavediinng der ZiUea der Tabelle I tat fai der Tatdieie Korraklion u^ebn^ veidea. Oer KSnfloU
iel|t aich «ber in tllgentinen bedeutend geriager eli der Emfluft der lartrameateUbMet; JMe firaktliGhe
AaallUmnig dieser Kdmktlon, welche im tkbrigen (ans ^hch ist. laS deehalb bei dieier Gelegenheit iia-
erOftert l>lcil>en.

Digitized by Google

HiirsgrûGcn zur Berechnung der Druckverteilung in der Atmosphäre an den internationalen Tagen 1900— 190). 1 1

Tabelle Iir

Die Mächtigkeit isobarer Schichten von je 100 mmbar, ausgedrückt in

dynamischen Metern.

mmhar mmhar
100 300 300 400 JOo 7<xi äoo ym 400 Joo 600 700 800 900 looo

— 80» r.

3840

1589

1298

logz

951

839

750

— Z2

3860

— u

20'; 6

'595

1302

IIÛ2

955

842

753

±A

206 5

1 if)fi

«'45

/ 5"

—Jl

litt
1 «II

°4y

75y

— 7°

I614

f t in

1 1 I c

966

8C2

762

— _ZS

3940

2305

— 2Q

2089

1621

IL2Û

970

855

7<5S

—JA

3960

2316

— 12

20r>8

n2o

112^

974

859

708

z^*o

— "^^^

1 tt(

'iAi.

IL2Ä

862

771

-ZI

Z34U

■9 ff I ié

1 f 1 1

9S1

866

77A

4UI9

^ 9 e r
2351

Z 1 ^ j

'345

869

777
III

-JO

4039

2363

1677

- i

— L5

1653

lifo

IUI

989

872

780

—Jn

4059

2374

1685

— lA

1659

1356

1140

993

870

783

—

4U7y

Z30O

1693

1 VW,

1301

1 f cn

786

Z390

I7OI

1 v/ £

1366

1 1 c c

1000

883

7Rri

— UQ

41 19

2409

X7O9

KU/ 0

'37'

1 1 en

7rt9

l\f^

4139

2421

I718

— m

168^

1376

1164

1008

889

796

4«S9

2433

1726

1691

I3S2

1 inH

I0I2

893

799

— ' ^ j

4179

2444

1734

I <87

1 30/

1171

IOI6

Saß

802

—

4199

24 5Ö

»743

1 3yi

1 Î77

805

— - Wl

4z 1 0

24O0

175'

1 d

•397

1 I$Î3
1 U2a

ovo

— fiû

4238

2479

1759

1364

—

■

—

1403

tl8û

1027

go6

811

— _5a

4258

2491

1767

137»

1408

1 100

IO31

910

8t4

— _s»

427»

3503

1770

'377

T J 1 1

1413

1 me

1035

ö*3

Al7

"'7

— _52

4298

2514

1704

13S4

— 1

~ — ~

1 1^1 0

'isa

1039

— J6

431»

2526

1792

1390

1424

t A\if\

IW43

ÖZ3

~_S5

4338

2537

1800

1396

—

□

—

142Q

1047

923

826

. e *

435^

2549

IOU9

1403

1
L

tAXA

12 12

1050

92Ô

829

-_5i

4378

2561

1817

1409

1217

1054

930

832

4398

2572

1825

1416

I44S

1221

1058

933

835

— _S1

44»7

2584

1833

1422

1450

1226

1062

937

838

-_52

4437

2596

1842

1428

U67

1230

1066

940

841

— _42

4457

2607

1850

1435

1172

I21i

1070

943

844

4477

2619

1858

•441

1178

i2ia

1073

947

847

4497

2631

i8fi(>

1448

1183

1244

1077

950

8 so

45«7

2642

1121

»454

ti88

1248

1081

954

853

— ^

4537

2654

1883

1460

"91

1252

1085

957

856

— _41

4557

2666

l8oi

1467

II98

1257

1089

960

859

— 41

4577

2677

1900

«473

1204

1261

1093

964

862

— 42

4597

2689

1908

1480

1209

1266

1096

967

865

— 41

4616

2700

1916

i486

1214

1270

IIOO

970

868

V. Bievkne« und J. W. SftndBtren,

mmbar

too

j|00

400

500

600

700

800

400

600

700 8<)0

<)00

-4^C

4636

2712

1924

M93

1220

1031

—

15" c.

—

1 104

974

871

— 39

4656

2724

1932

1499

1225

1035

—

II08

977

874

-3S

4676

2735

1941

1505

1230

1040

—

1 '7

1 112

981

877

— 37

4696

2747

1949

1512

1235

1044

—

1 1 16

984

880

-36

47 »6

2759

1057

1518

1240

1049

— -

«9

—

III9

987

883

— 55

2770

1966

1525

1246

1053

991

886

— Î4

2782

1974

1531

1058

994

8S9

— 53

270-J

'537

1256

1062

1 ■»

ngj

S92

— ja

2>>ui

igyo

1344

1261

1066

1 *^

lOOl

—51

2817

1999

"SSO

ia67

107 1

1004

898

— 30

2S2S

2C07

>5S7

1272

107s

932

901

— ao

2S40

2015

1563

1277

1080

935

904

— 38

2852

2023

1569

1282

1084

939

907

-27

2863

2032

«576

,2SS

<'4i

910

— 26

»87s

2040

1582

«293

1093

947 1

1 29

9>3

Btmmnnttr 8êHm 9.io ê.m.

Bemannter Ballon 6 zo a m.
- ßemsfnerbello n 8.0 a m

Am 14« Mai 1901 stieren von Wien aus zwei bemannte Ballons um 6>>20', und ein Re-
gistrierballon um 8>>4' a. m. Nach den ungestelltcn HeobachtimKen sollen die HüfsgrOßen fOr dne
Vertikale Uurcb Wien um 8 Ji. m. berechnet wei den.

Die registrierten Temperaturen werden erst für die Trftgheit der Instrumente korrigiert,

entsprechend den Tabellen IV,

""f ^ Wien.Jkmai iSOL wie dies in dem entsprechenden

Absdiniue weiter unten aus-
eiuandergesetzt werden soll Die
korrigierten Temperaturen wer-
den dann auf eioStttckMUUmcter-
pafder von der GrSSe eines Qua-
dratdezimeters (.ingetrajicn, und
zwar die Temperaturen ah> Abs-
zissen (1* C = 1 mm), und die
Di\ickc als Ordinatcn ( 10 mm Hg =
1 mm), wie es die beigefügte Figur
zeigt. Die Beobachtu^^ten der
ersten bemannten Fahrt sind hier
durch gerade Kreuze, diejenigen
der zweiten durch schräge Kreuze
imd diejenigen des Registrier-
ballons durch Puiikte bezeichnet.

Mit Hilfe dieser hinkte
wird dami dae Kurve gezeidmet,
welche die Temperaturverteilung
als Fimktion des Druckes um 8 a. ro. darstellen soll. Dabei muß nutUrUch, je nach den
Umstanden, den verachiedenen Beobachtuagen verschiedener Wert beilegt werden. So-
lange iKe Beobaditnngen der benannten Ballons vorliqjen, riditet ddi die Kurve oatOrUdi

20' C.

Digitized by Google

Kilf«rtAen sot Beiedmunf der Diucfevertdtaiv in der AUwaapMUe an den intenwtioaatett Tkgen 1900—1903. 13

voroeliinlidi nach densdben. SeIbstverstândBdi rniiB auch dtrattf ROdcsidit genon u nen werden,

wie liuige Zeit vor odt f nach 6 Uhr die verschiedenen Beobachtungen anj^istcllt sind. Der
obere Tdl der Kurve kann nur nach dea Aafzddmuqgea des Regi:>tiicrballons K^zeicboet
werden Will man grOfiere Genauigkeit erreidien, so zeidiiiet nan die so festgelegte Kurve
zu einer Kurve der „virtuellen Temperatur" um. Die amgezc^cnc Kiu-ve der Figur 1 ist eine
soldie Kurve der virtueUen Temperatur. Man sieht, wie wenig die Kon ektion ausmacht. Fast
ttberall gdit die Kurve durch die Punkte der abgelesenen Temperaturen, nur im untersten
TeU Uegt sie ein wenig i ch hts von denselben.

Wenn so tlci \'c-t lauf der Tcmpeniturkurvc festgelegt ist, zeichnet man die horizontalen
Geraden ein, welche den Drucken von luOO, swu, «00, ... 100 mm bai" entsprechen. Wie diese
zu zieben sind» cdidlt aus der Tabelle:

1000 900 800 700 600 400 300 200 100 mmhur

7.tO 675 600 525 450 :57r> ;îOO 225 150 7. ) m m Hg

Nachher kaim man nach Augenmaß auf einen ganzen Grad genau die Mitlcllcnipcra-
turen der dmsdnen Schiebten zwisdicn diesen boterenfliGhen herausnehmen, ind«m man die
Kurvenstflcke z-nischcn je zv/fi der prezcirhncten Horizontalen durchlvertikale UniensMcfce
ersetzt Die gefundenen Mitteltemperaturen sind so

tifMjlW = W, ttW^ ^ 7*, tM*,TM = — 1*, • • • .

Mit diesen Werten der Temperatur geht man in die Tabelle III ein unil lkst die Mflcluigkeit
der betreffenden Isobaren Scliiditen ab. Die gefundenen Zahlen, 368, 947, 1043 . . . sind in
den entsprechenden Schiditen des Diagrammes eingeschrieben. Durch Ad(9tion eilult man

die Zahlen 868, 1815, 2858 welche die Höhen der Isobarenflächen 900, 800, 700, . . . Ober

der Isobarenflftche 1000 in dsmamischen Metern angeben, und welche auf den entsprechenden
horizontalen Geraden in Diagramme eingeschrieben sind. Dieses sind die Zahlen, welche in
der Tabelle I for den latenuitioaalen Tag vom 14, Uti IflOl, Kolonne Wien, au^geCOhrt sind.

IlL Bemerkungen über die Korrektion der Thermographen wegen der Trägheit.

11. Wenn ein Thermograph rasch durdi die Luft aufsteigt, zeigt er in jeder Höhe die
Temperatur an, welche in daem etwas tieferen Niveau htrrst hte. Wenn er rasch absteigt,
zeigt er die Temperatur an, welche in einem etwas höheren Niveau herrschte. Nun kennt
man fast nie Uie Höhen, sondern nur die gleichzeitig registrierten Drucke. Und zwar sind
die Barograidien mit einer ahnlichen Trägheit wie die Thermographen behaftet. Durch Zufall
könnte es deshalb eintteffen, daß der Harncrraph die Drucke derfenijren Stellen registrierte,
deren Temperatiu'en der Thermograph angab : infolge einer Kompensation der Fehler würden
dann die r^iistrierten Teatperaturen nnd Dradie die wiriclidi zasanonengebOrigen Weite dieser
GrQfien geben.

Da aber Thermc^apb und Barograph ganz verschieden gebaute Instrumente sind,
und da ihre TrH^eiten auf ganz verscbiedenea Ursachen, nämlich Wamielelnin; dneraeits

und dastische Nachwirkung anderseits, beruhen, so würde eine vollst.'indige Kompensation
nur infolge eines höchst unwahrscheinlichen Zufalles eintreten können. Im allgemeinen mufi
man mit einer relativen TrBgheit des tinen bistrumentes in bezug auf das andere rechnen,
und voraussichtlich wird diese relative Trägheit keinem einfachen Gesetze folgen, so daß man
nicht erwarten darf, mit Korrektionen auszukommen, welche man einfach proportional den
von den Instrumenten pro Zeiteinheit erlittenen Temperatur- oder Drackanderangen setzt.

Die relative 1 r.'iiiheit, worauf es ja ankommt, muß man durch Laboratoriumsversuchc
emittebi, indem man die absolute TrBgheit einerseits 0es Barographen tmd anderseits des

Digitized by Google

V. BJerknes und J. W. SandttrAm,

Thermographen bestimmt, und daraus die relative Trftgheit für die gleichzeitig rcgistricn ndeii
Instrumente berechnet. Bis dahin kann man nur hoffen, durch stadsti&che Bearbeittmg der
Kusammengehörigen Registrierungen, welche je ein Barograph und ein Tliennograph bei einer
Hochfahrt gegeben haben, die dieser bistninienteiikomblnation eügeike relative Trägheit zu
finden.

12. üntersucht man die l- allc, wo die Rcgiütricrungen sowohl beim Aut als beim Ab-
stieg publiziert sind (welches leider nur selten der Fall istlX und sieht man dabei von den
unteren Schichten mit iliicn Komplikationen wie Tempcraturinrersion, t.nijHche Temperatur-
Schwankung, große Feuchtigkeit etc. ab, so findet sich, daß für denselben Druck beim Abstii^
immer eine niedrigere Temperatur als beim Aufstieg r egi sti le r t ist Dafi dieses nidit etwa
nuf FeuchtijrkHtsniedersrhlag: auf dem ahsteigenden Instrumente beruhen kann, davon über-
zeugt man sich diu-ch Berechnung des Taupunktes. Es muß deshalb geschlossen werden, daß
die TMgheit des Thermograpben diejenige des Barographen stets Oberwiegt Es ist also
natürlich, die Korrektion an den registrierten Temperaturen anzubringen, obgleich es theoretisch
auch statthaft wäre, die registrierten Drucke zu korrigieren. Denn alles was man erzielen
kann und am Ende auch nur will, ist, die suaammengehörigen Druck- und Temperatur-
werte zu ermitteln.

Indem wir also flltereiokommen, die Korrektionen an den registrierten Temperaturen
anzubringen, und als Argumente die pro Zeiteinheit von je zwei Minuten von den Instrumenten
erlittenen Tcmpcratunindcrungen At und DmckvcrflndCrungen Ap beoatzeu, wird es unsere
Aufigabe sein, die Funktion zweier Variablen

t*> ^ " (ra» 51©)

nach den Beobachtungen zu bestimmen. Das zur Verfügtmg stehende Materini ist aber oUstt

klein, um eine Funktion zweier Variablen zu bestimmen. Da jedoch die Tr.lghcit des Thermo-
graphen diejenige desi Barographen immer überwiegt, können wir schlicljen, daü die Funktion F

At Ap

bedeutend starker mit der Variablen » _• ak"' mil der Variablen — sich verändert.

z min - min

Eine erste Anndherung ist deshalb möglich, indem wu^, unter Einführung eines neuen Funktions-

ateicheros <fle letztere Variable fttrtlaasen. Also

Diese Funktion laßt sich mm bestlounen durch statisdsdie Bearbeitung derjenigen
Fahrten, wo die Registrierungen sowohl beim Auf* wie beim Abstiege publiziert sind. M:m
geht dabei von il ■• - ■ibstvcrstandlichen Voraussetzung aus, daß die Temperatur während der
Zeit, wo das iniirumcni denselben Fimkt beim Auf- und beim Abstieg passiert, ebenso oft zu-
als abgenommen hat IMe Registrierungen in den unteren Sdiicliten, wo sidi die tftgttcbe
Temperaturperiode merklich macht, benützt man nicht.

Es sei nun bei demselben Druck p im Aufstiege die Temperatur t , und im Abstiege die
Temperatur t, registriert Die Tempecaturdifferens tt— Ig ist dann gleich der Summe der beiden
Korrektionen und t„ welche im betreffenden Punlcte beim Anfeticgi bezidwogsweise beim
Abstieg, angebracht werden sollen

Aus den pubUzietten Ziffern findet man gleich die beiden Aigumentwerte

At, , A t,
n — T- imd ,r .
2niui 2mm

Digitized by Google

HllfkfrOfieR mr B«i«cliniiiis der Dnichmrtailiiag ia dtir AtawapUbe m dm iitt«niatioMd«n Ttgen 1900—1903. 1!^

Die Gleichung (c) bestimmt jedoch noch nicht die einzelnen Fooktionswerte

setzen, welche auch die Funktion f sei. Dieses wird dann erlaubt sein, wenn A t, =° Ä t« so
daß (las In-stnjment dc-n bclreffcndcn Punkt beim Auf- imd beim Absticfco mit derselben Ge-
schwindigkeit passiert hat Mit anderen Worten, man kann die Funktion f bestimmen, wemi
man Ober ein so grofies Beofmdmugsnialerial veiftigt, daß maa hinlflngBdi viele Punkte finden

kann, welche heim Auf- und beim Abstieiic mit gleicher <ocler nahezu gleicher) Gcfjch^vindigkeit
passiert sind. Anderseits kann man aber ohne Rücksicht aul die Werte von A l, und A t», die

Gleichung (d) auch dann als richtig betrachten, wenn sich die Relation zwischen t tmd

auf eine eingehe Proportionalität reduziert

tndem wir also vonuissetzten, daB entweder die Funktion f nidit weiter von elnfadier

Proportionalität, oder die Temperaturzuwachsc At, und At, nicht weiter von Gleiehheit ent-
fernt sind, als daß man die Gleichung (d) als eine erste Approximation anwenden dürfte, haben
wir die folgenden Korrektionstaibdlen fOr acht versddedene Thermographen berechnet.
Genanere Anpaben über den gleichzeitig angewendeten Rarographen fehlen leider meistens.

Wenn man diese Korrektion in solchen Fallen anbringt, wo sowohl der aufsteigende
als der absteigende Kturenast vorliegen, siebt man, dafi beide Äste einander bedeutend nflher
rücken, und zwar ist dieses der Fall, selbst wo Temperatorinversionen auftreten. Weiter sidlt
man, daß die Temperaturmaxima und -Minima scharfer ausgeprägt werden, wie dies auch zu
erwarten war, da die Trägheit des Instrumentes alle EigcntümUchkeiten dieser Art ab-
stumpfen mufi.

13. Sehr zu wQnschcn wäre es, wenn diese Frage von der relativen Trflgkeit der
Thermographen und Barographen einer genaueren Untersuchimg unterworfen werden kOimte,
sei es auf Gnmdtage von Laboratorinrnsversachen, sei es eines größeren statistischen Matetiales
mit genauen Angaben tlbcr die verwendeten Instrumente.')

Von außerordentlichem Vorteil wäre es auch, wenn gemeinschaftliche Vcrgleichungen
samdicher bei den internationalen Fahrten zu verwendenden Instramente vorgenommen werden
konnten. Wenn es sich um die synoptische Pearbeitung der Ergebnisse dieser Fahrten handelt,
ist die Einheitlichkeit der Instnimentangaben das wichtigste. Ein bei allen Instrumenten
gemelnschaftUch vorhandener systemadscher Fehler schadet wenig, während versdii eden-
artige Fehler verschiedener Instrumente das Resultat der synoptischen Bearbeitung ganz
illusorisch madben können. Wenn man die synoptischen Karten sämtlicher internationalen
Tage mit Hilfe der TabeUe I zeidknet, besonders diejenigen für das oberste Niveau, wo sich
die Fehler auf ihre größten Betrage aufsummlcrt haben, so bemerkt man oft, wie sich in ver-
dachtiger Weise Cyklonen oder Anticyklonen über einzelnen Stadonenlagem, und es liegt nahe
zu vermuten, daß die Ursache auf dem Unterschied der Instrumentfehler bei diesen gegen die
umliegenden Stationen beniht

') Anm. t), Rcfl,: Triighcitsvcrsucbc über Thermometer sind sowohl von H. Ilergesell als von
A. de Quervain angestellt worden. In der zulctxt Kcnannten Arbeit ist auch Hezug auf die Trägheit dea

Bmsawton geammaen worden. Siek» Het. Zaiticlirifl iSfi« p. loj «nd dl«M ZelMdiiUt Bd. I 163.

In zwei FâUen darf man aber einfach

Digitized by Google

V. Bjerfcoe« md J. W. ScnditrOm,

Tabelle IV.

Korrektion der Thermographen wegen der Trägheit.

Koictalliwhcr isolierter Thcrmograph TeUaeronC MnMtalliaclier isolierter Thermograph Tciiterene
de Bort, großes ModcU. de Bort, kleines Modell.

Zehntel

A 1

7c1iDlet

• min

3 mm

o,o

0.1

0,2

0.3

0,4

o,S

o,6

0.7

o,7

o,8

o.o

0,1

0.2

0,2

o,3

0.4

o,4

0,,

o.S

0,0

0,9

i.o

I.I

>,2

1,2

1.3

1.4

1,4

0,fi

o,6

o,7

o,8

0,8

o,8

o,9

..0

1,5

1,6

1,7

»,7

1,8

',9

1,0

',0

I.I

...

.,2

>.2

1,2

1.3

.,4

1.9

1,9

2,0

2.0

2,0

2,»

2.1

2,1

2.2

2,a

1,4

>,4

1,4

'.5

..5

I.S

1,6

.,7

> y

-» »

^.3

r-i

-li

3,3

2.4

2,4

',7

i.r

t.7

tß

1,8

..8

1,9

.,9

2 A

2,4

2,5

2.5

2,5

2,6

■ ,y

1.9

2,0

2.1

2,1

2,2

2.6

2,6

2.6

2'-
2, y

2.7

2,7

2,8

2,2

2.3

2,3

2,4

2.4

2.5

2,8

2.8

2,9

2.9

2,9

3.0

3,o

2,5

2.5

2,5

2,6

2,7

2.7

2,7

2,8

3.0

3,o

3.0

3,"

3,1

3.«

3,1

3.1

3,2

2,8

2,9

2.9

3.0

3,2

3.2

3,2

3.3

3,3

3.3

3.4

3,4

3,o

3.0

3,.

3,1

3,.

3,2

3.2

TinamioffËflk Teisserenc de Bort in Petenbnrg

and Wien. Thermograph Teitterenc de Bort la Stnßbuif.

Zehntel

2 min

a min

o,o

o,i

0.2

0,2

o,3

o,4 : o,4

0.5

o,5

0,0

o.i

0,2

0,4

O.S

o,6

o,7

o,8

0.9

i.o

0.6

o,7

o,8

0,9

o,9

1.0

I-O

1,1

.,2

.,3

1,4

1.5

1,6

1.7

..8

1.9

2.0

I.I

1,2

1,3

1.3

1,4

.,5

I.S

1,6

2,1

2,2

2,3

2,4

2.5

2,6

2.6

2,7

2,8

2,9

1,7

1,8

»,9

2,0

2,1

2,2

2.3

2,4

2,S

3,o

3,1

3,2

3.3

3.4

3.5

3.6

3,7

2,6

2.6

2,7

2,8

2,9

3,8

3.9

3,9

4,0

4.0

4,o

4.1

2,9

2.9

2,9

3.0

3,o

3.0

4,1

4..

4,1

4.2

4,2

4,3

ifi

3.0

3,o

3.0

2,9

2.9

4,3

4.3

4.2

4,2

4.1

4,1

2.9

2,9

2,8

2, H

2,8

2.8

2.7

4,0

4,o

4,0

3.9

3,9

3.8

3,7

2,7

2.7

2,6

2,0

2,6

2,5

3,7

3.6

3,5

3.5

3,4

3.4

2.S

2,5

2.?

2.4

2,4

a,4

2,4

2.4

2.3

*.3

3,3

3.3

3,2

3.2

3,2

3.1

3,1

Digitized by Google

HtMigiMeii nr Beredmnnc 4er Dnidtwrtoihmg In der AtmMphlre tn den interMtfonalm Tigen 1900—19»}. 17

Thcnnograph Teiiserenc de Bort Nr. S4 In Berlin Thennogrsph TeUkcrene de Bert mit Ridwrds

und Barmen, Thermometer.

Z«lintcl

ZalMt«!

S Bin

3 mill

0,0

0,2

0,3

0,5

0,6

0,8

0,9

..0

I, I

1,2

0.0

0,1

0,2

0.2

0,3

0,4

0,5

1,3

>,4

1,5

1,6

1.7

1,8

1,9

2,0

0.6

0,6

0,7

0.7

0,8

0.8

0,9

1,0

2,0

2,1

2,2

2,3

2,4

2.4

2,5

1,1

1.2

1,2

1,3

J,3

i.J

1,4

2,5

2,S

2,5

2,6

2.6

2,6

2,7

a,7

1.4

1,5

',5

1,5

1,0

1,6

1.7

2,7

2,8

2.8

2,8

'.7

1,8

1,9

»,9

..9

2,0

ajo

2,8

2.8

2,8

2.8

2,9

2.9

2,9

2..

2.1

2,2

2,3

2,4

2,9

2.9

3.0

3,0

2,5

2,6

2.6

2.7

2,8

3,0

3.0

3,0

3,1

3.«

3..

3.1

2,9

2.9

2,9

3.0

3,0

3,1

3.1

3,"

3,'

3.«

3.2

3,2

3.2

3.0

3,0

3.1

3,1

3.2

3,2

3.3

3,3

3.3

3.1

3,ï

3,»

3,1

3,»

3,0

Thermograph Hergcsell-Bosch. Thermograph ACmann,

Zehntel

A t

Z«fcnt«I

3 TTïirr

0 1

ii-iii

0,0

O.I

0,2

0.3

0.4

0.5

0,5

0,6

0,7

0.8

0,0

0,1

0,.

0,2

0.2

0,3

0.4

<N9

i.o

1,1

1.2

«.3

1,4

1.5

1,6

0,4

0,5

0.5

0,6

0.6

0,6

0,7

0,8

i»7

i.7

1.8

1,8

1.9

1,9

2,0

2/>

2fi

0.8

0,8

0,9

1,0

Ifi

1,0

«,l

I.»

1,3

a>i

a,i

2,2

2.3

2,3

2,4

1,2

>,3

1.3

1,5

f,5

2,5

2.5

2,5

2,6

«.7

..6

1.7

',7

1,8

1.8

1,9

1.9

2,7

2.7

2,7

2.7

2,8

2.8

..9

2,0

2.0

2,1

2.1

2,2

2,3

2.8

2,8

2.8

2,8

2.8

2,8

2.3

2,3

2,4

2,5

2,6

2.6

2,8

2.8

2,7

2.7

2,7

2.7

2,6

2,7

2,8

2.8

2,8

2.9

2,9

2.7

2.6

2,6

2.6

2,0

2.5

2,5

3,0

3.0

3..

3,"

3.2

3.3

2,5

2,4

2.4

2,3

2,2

3.3

3.4

1::

3,4

3,5

3.5

S.S

3fi

Bahflt* m npik der Mm AmwvMr^ U. >

Digitized by Google

Die Atmosphäre des Weltraums.

Von

A. SCHMIDT (Stnttgart).

Nach dem Gesetze der Trflgheit verharrt jedes bewegte Masseteilchen in seiner Riditiing

und Gcschwindigkcir, so lansrc keine rtulScren Krflftt* darauf einwirken. Die Atmo<;phflre der
Erde und alle iinderen Teile der Erde, welche mit dem Übrigen nicht in festem mechanischem
Vertmode sind, ancb der Rest selbst, mûKen nach dem Gesetz der Tingfaeit ia geradUnigeD

Bahnen aller Teile sieh in tien uneniîlii.hen Raum zerstreuen. Das panze Universum Wflrde
oline das Band der Gravitation sich ziun ungeordneten Chaos vermischen.

Dem Gesetze der Trftgheh können wir auch einen anderen Atisdrack geben, wenn
wir bcrücksichlitien, daü jetles Teilehen eines Massensyslems, dessen ^;emeinsames Band die
Gravitatioa der Teile gegen den Massenmittelpunkt bildet, der Träger eines bestimmten Maßes
von Energie ist, tetts potentieller, vermöge seiner jeweiligen Lage, teils kinetischer, vermöge
seiner jeweiligen Geschwindigkeit. Der Ausdruck des Gesetzes lautet dann: Die kinetische
Energie eines jeden Massensystcms hat die Tendenz zu unbegrenzter Zerstreuung.

Damit gelungen wir in das Gebiet eine.«; anderen Naturgesetzes, des zweiten Haupt-
satzes der Energielelire. und es erhebt siel : r üecht die Frage, ob nicht im letzten Gnmde
die zwei Naturgesetze, welche im einzi lnen Fall übereinstimmen, überhaupt nur Ein Ct-set7
sind. Man kann, wenn man will, die Idcnliiat beider Gesetze ab ein l'oslulat beirucbten, das
an dem Tage zur Wahihelt worde, wo im Sinne von H. Hertz auch diejenigen Formen der
Energie, welche als potentielle und als strahlende Energie bezeichnet werden, sich in die
Vorstellung von kinetischer Enci^ie verborgener Massen eingefügt haben werden. Vielleicht
aber, und das erscheint am wabrscheiiiiichsten, wird es einmal gdingen, die beiden Gesetze
einem höheren sie umschließenden I'rinzipe zu unterstellen.

Einstweilen bietet die Thermodynamik der Gase ein naheliegendes Gebiet fOr den
Versttch, anter Anwendimg der VorseeHwigen der kinetischen Gastheorle den zweiten Ibnpt-
satzdcr Warmcthcoric al? Ausfluß des Trägheitsgesetzes nac hzuweisen. Das ergibt sieh unmittel-
bar: Das Dal ton sehe Gesetz der Diffusion, nach welchem ein Gas in dem ihm gebotenen
Ranm gldchfBnnig sidi veibreitec, und das Gesetz der Wflrmdeitung, nadi wdchem im Gas-
niume die Wärme siih gleichförniig verbreitet, diese beiden Gesetze sind eine Folge des
TrOgheitGigesetzes, nach welchem die io geradlinig fortschreitender Bewegung sich mischenden
Hoiekehi sowohl voit Ihrer Substanz als mit ihrer Energie den Gefäfiranm gleidifOim^ eifOllen
unter Erzengong dnes allseitig gleichen Drucks und einer allseitig gleichen Temperatur.

Der Ansdnick für den zweiten Hauptsatz der Wannelehre f > 0, ist nichts anderes.

als der Satz, daß die Warme ihr Verbreitungsgebiet bei jedem mit WOrmeumsatz ver-
bundenen Natnrrorgang zu erweitem strebe; denn der Begiiff Wirme ist physUmBsch

eine aus 3 Fiiktoren bestehende Größe, dem Gewicht P des Warmcträgers, dessen spezifischer
Wärmekapazität e und dessen absoluter Temperatur T (von —273* an pemes-scn). Es ist die

Wärmemenge Q=PcT, und daher stellt -*-■<• Pc gleichsam das Gewicht Wasser dar, welches

Digitized by Google

IM« AtoMipMi« én WeknniiiiB.

dem Gewicht des warmeiragendcn Körpers aquiviUent Lst, den Stoffbereich, über welchen
die Warmemcage Q rerhreicet is^ und welchen sie zu veiiptlAeni sudit

Für die theoretische Untersuchung der Möglichkeit und der zu postulierenden Eigen-
schaften einer Weltraumatmospbärc, d. h. does den Weltraum erfüllenden, der Massen-
aazielmng imtervorfenen, eaägen Stoffès, ist die Identität der beiderlei Tendenzen, der Tendenz
Jlt nanzcn Natur zur Massonzcrstreuung und der Tendenz der N'atur zur Encrgiczcrstreuung^
von prinzipieller Bedeutung. Es ist in^soodere wichtig, daü wir nicht bloß die beiderlei
Toidenten, wenigstens bei den Gasen, täs Ansdrudc des Trag'lieitsgesetzes erkennen, sondern
daß wir auch in dem Verhalten der beiden Zerstreuungstendenzen gegenüber einwirkenden
Kräften, Tomelunlich der die Zerstreuung vertündemden Gravitation gegenüber, das aberdn-
stimmende Verlialtcn anerkennen.

I>er um die Sonne kreisende Planet und der an der Erdobcfflfldie geworfene Stein
ändern ihre kinetische Energie mir der Entfernung vom Anziehungsmittelpunkte. Auch das
einzelne Gasteilcbeo, ob im freien Weitraum oder im Atmosphärenraum, solange es sich ohne
Be ge gnu ng mit anderen bewegt, unterliegt den entsprechenden Wcdndn seiner kinetischen
Energie beim Fallen oder Steigen. (îilt das auch für die am Ort verharrende Gesamtheit der
Ga&molekeln, für die Atmosphäre? Bewirkt auch in ihr die bchw^ere einen Unterschied der
Gcsdnvindigkeit der Molekeln, einen Tenperatumntersdded zwischen oben und unten? Oder
wird nicht tmigekebrt als Folge der Tendenz zur Wnrmezerstreuung überall in der Atmosphäre
Wärmeleitung stattfinden von den Orten höherer zu den Orten tieferer Temperatur mit dem
Ziele der TemperatufBUSKleidrang zwisdien oben and onten? Pdr unsere Frage besteht eine

benchtenswerte Rehandlunii von iindercr Seite

Der wohlbekannte russische Chemiker Mcndelejeff liat neuerdings den interessanten
Versnch') gewagt, den Weltadier als ein Gas auCzofassen, demselben als letchtestem Element
seinen Ort im periodischen System zu geben und solche Eigenschaften dieses Gases, das er
Newtonium nennt, zu berechnen, welche es ermöglichen, daß das Gas keine begrenzte
Atmosphären bilde, sondern eine auch die fernsten HimmelsraHme erfüllende gasige Substanz
darstelle. Nicht gewichtlos, eine solche Annahme wäre Mystizismus, aber nicht gebunden
durch Ilimmelskilrper, wenn solehe selbst die nO fache Mrissc tmscrer Siiniie besitzen sollten.
Seine Eigenschulten sollten zugleich ermöglichen, daß das Gas die anderen Körper aufs
leichteste durcbAringe. Mendelejeff madit nun bei seinen Berechnungen die VorauBsetzuiv
einer konstanten Temperatur des freien Weltnuuns, die er ZU ungefiUtr 80 Grad C unter dem
Gefrierpunkt annimmt.

Man kann ja eine Temperatur des Wdtraums flbeihaupt in Frage stdlen, denn wo
kein Stoff wäre, kein Trftger der W.lrme, könnte au< h von Temperatttr nicht wohl p;esprochen
werden. Auch noch bei einer genügend hohen Verdünnung eines Gases, bei welcher nach
den Voratelhnigen der kinetischen Gastheorie die Zahl der ZusanunenstOfie der Teilchen Ter-

schwindund klein ist, das Gas, wie in df;n Crookesschcn Roliren, sicll i^lcichsam in einem
vierten Aggregatzustand befindet, auch hier hat wohl der Temperatiubegriff noch keine
Berechtigung. Wer aber den Versnch macht, doi Lichtather sebier vidfadi vorausgesetzten
Gewichtlosigkeit zu entkleiden, weil er eine solche aller Analogie entsprechende Amudune
für imberechtigt hält, der muß diesem Äther auch eine Temperatur zuschreiben, und nach den
Erfohrungen der Aeronautik ist die Annahme, daß gegen die Grctuc der Erdatmosphäre hin
die Temperatttr sich dem Werte von nngefiklir —90* nfthere, nidit unberechtigt.

•) Venucli einer dmnüclieii Aaifusiing des WeltiUher«, Deutache OberacUung in Zeitichrift Pigaetli«!»,
XV. Jiliil^ 1904, 97, HI. 119.

A. Scliinidl.

Was aber rechtfertigt die Annahme, daß dies überhaupt die Temperatur des Welt-
muns sei? Mufi nicht in jedem der Sdiwere, der GniTitntion tnitefworfenen Gase, so, wie
diis in der Atmosphäre der Erde die Regel ist, die Temperatur mit wachscrulcr Höhe, mit
zunehmender potentieller Energie der Gasteilchen sinkend Diese Vonitellungsweise sollte
man tunaomehr bd Mendelejeff erwarten, da er sich hti der Bereduiung der motelnilaren
Geschwindigkeit, welche er seinem gasigen Ätherstoff, dem Newtoniom zuschreibt, an den
Engländer S tone y anlehnt. FOr diesen ist die Potentialgeschwindigkeit oder, wie man es
auch nennt, di« parabolische Geschwindigkeit an der Oberflldie eines Himmelskörpers die-
jenige Geschwindigkeit, mit welcher ein geworfener Körper mindestens behaftet sein muß,
um die Oberflache ohne RtJckkehr verTasscn zu kf'innen, d. h. um in parabolischer Bahn ins
Unendliche sich zu entfernen. Stoney bcuilcili diunuch die Möglichkeit der Bildung und
Erboftung dner Atmosphllre aber der OberfUldie eines Himmdskorpers. Z. B. soS nach ihm
unsere Erde in ihrer Atmosphäre nur solche Gase zurückhalten, deren mittlere molekulare
Geschwindigkeit kleiner ist als 11^ Meter, die Potentialgeschwindigkeit der Erde. Das ist
die Geschwindigkeit, mit wéUAer nach verbreiteter Avtfasaaog ein aus dem Uneiidlidien
herabfallender Kf^rpcr die ïïrdohcrflflchf! erreichen würde. Das ist freiUch nicht prtmz richticr.
Je nachdem muß diese Geschwindigkeit gleich 43Û00 Meter ungesetzt werden. Der aus dem
Unendüchen faOende KOrper stdit sdir lange unter der wdt aberwfegenden AnzIébuDg der
Sonne, bis er endlich der Erde so nahe kommt, daß die Anziehunf: der letzteren über die der
Sonne mehr und mehr überwiegt. Das Gesamtpoteatial an der Erdoberflache ist gleich der
Somme da* beiden Potentiale, weldie die Erde und weldic die Sonne an diesem Orte enei^n.
Für das Problem niederer Atmosphären kommt aber allerd!nij;-s nur das Erdpotential allein in
Betracht. Die von der Erde mit Geschwindigkeiten größer als 11 200 und kleiner als 43000 Meter
wegfliegenden Gasteilchen werden der SonnenatmosphOre einverleibt werden. Als Potential-
geschwindigkeit an der Sonnenoberflflche gilt (etwas TersChicden je nach dem angenommenen
Wert der I'arallaxcl die Zahl c-Osnco Meter.

In dieser ä tone y sehen Auffassung der Abtiängigkcii der Molekulargeschwindigkeit
der Atmosphärengase vom Potential liegt doch der Keim einer Abhängigkeit der Temperatur
der Atmospharengase vom Potential, dtr Abnahme der Temperatur mit wachsender Hnhe.

Damit der Ätberstoff die Sicherheit biete, von keinem Himmelskörper zurückgehalten
«t werden (der I^xstem t virginis ist nach Belopolsky von 33mal grOterer Masse als die
Sonne), stützt Mendelejeff seine Berechnung auf die Potentinlf:csrhwindigkeit hei Wmaliger
Sunneiunasse tmter Aimahme gleicher Dichte dieser Ma^ise mit der Sonne, einer Gcschwindig>
keit von 2240 Kilometer, womit sicfa dann durdi Vergleidrang mit der Molekofau-gesdiwindig-
keit des Wasserstoffes (ISJO» bis O" für das Newtonium als Atom^ewiehl die Zahl 0,000000%,
der millionste Teil des Wasserstoff atoms, ergibt. Überall, auch noch im Gebiet dieser ange-
nommenen Riesensoane, wird dem freien Atber die Temperattir -~80* zngesduieben.

Mit dieser Vorstellung einer allenthalben gleichen Temperatur des Weltraums zieht
Mendelejeff die Konsequenz aus der teilweise von den namhaftesten Physikern unserer Zeit noch
immer vertretenen Lehre, daß die Schwere, die Gravitation, keinen Einfluß auf die Temperatur-
verteilung eines Gases habe, daA ia senkrechter Richtung die Wärmelcitung ebenso Temperattir-
gleichheit /wisihen oben und unten bewirke, wie in hririzontaler 7^vis<'hen rechts und links.

Du ich an anderem Orte') wiederholt dieser falschen Lehre und ihrer Begründung
entgegengetreten Un, kann idi mich hier auf Weniges besdirllnkien. Ein esperimenteUer Beweis

■ Da« Würmt:i;lciclit;t:',i icht der Atmosphllre nach den Vorstellungen der kinetischen Gasthcoric".
Gerland, Beitr. lur Geophysik IV., i., 1899, ferner: ,4->biie Gleichgcwichtasiiatinde in der Atmosplltre", ebenda
V. 19M, hDIc WiimdoitHiig der kuaorsMnn", ebenda VL 1. 1901 «, aaderei.

Digitized by Google

INe AtiiHMfililic des Wellmni.

für die cine oclcr andere ^Vnschauung besteht nicht, außer den Versuchen von l^iansemann')»
«dcbe Wengens (Or die Wabrsdieiniidikeit des Einflusses der Schwere auf die Te aip eit itu r-
verteilun^ sprechen. Aber wir hnhen 1.'} einen zweifodien Beweis auB tlieMretiEdicii Gründen
und 2.) Beweise aus meteorologischen Tatsachen.

l.a) VertilcBle LvftstFOfnungen, solai^ Urnen Wanne weder entzogen, nodi zugeftlhrt
wird, andern ihre Tempcnitur nach dem GL"^etz tier adiab itischcn Zusfandsandenmg. Dieses
Gesetz fuhrt zusammen mit dem Barometergesetz auf die bekannte Beziebiuig zwischen Höhen-
andeningr Ah und Temperatursnderai^ At: nftmHch

Ah=-— AcpAt, worin A = 427 das mechanische WftrmeJlquivalent und c,, =0.2375 die
spezifische Wanne der Luft bei Itonstantem Drude bezeichnet. For Ab 100 Meter berechnet
sidi AtoOL^Ç*. In abwfifts steigenden LuftstrOmen erfthrt die Luft eine Erwärmung um
0.99 Grad pro hundert Meter Fall, in aufsteigendem Strom eine ebensolche Abkühlung pro
hundeit Meter Erhebunir. Wenn daher in ruhender Luftsftule die Temperjitur pro himdert Meter
Höhe um 0.99 GraU abnimmt, .so befindet sich die Luftsäule im statisch indifferenten Gleich-
gewicht, denn bei Err^ung einer vertikalen Strtimung wOrde diese unter Besddeunigung
Wüchsen, falls der Temperaturabfall çrrflfier wflre als der angcf^ebenc, sie würde aber rtlckpanjng
werden, falls der i empcraturabfall kleiner würe oder gar eine Zunahme nach oben bestimde.
Zwischen dem ersten l^en und dem zweiten stabilen Zustande Hegt der indifférente.

Das sind ;!Hi,'cmciTi unbestrittene Satze. Hieraus folgt aber gleichfalls unbestreitbar,
daß alle Teniperaturdifferenzierungen, welche durch vertikale Strömungen in der Atmosphäre
zwiadien otten und unten erzeugt werden, ihren Grand in der Wirkung der Scbwere haben,
ohne welche kein L'nteiM hied der Diehte, überhaupt kein Oben und Unten bestehen würde.

l.bj '^Beweis nach Guthrie). Ztun Wesen des Gaszustandes gehört eine ungeordnete
Bewegung der kleinsten Teilchen durcheinander unter stets wiedeilioltem mannigfaltigstem
Austausch der molekularen (und intramolekularen) Geschwindigkeiten, wobei die Temperatur des
Gases ein Maß ist fttr den mittleren Betrag ungeordneter kinetischer Energie seiner Teilchen.
Die geordnete Energie fortschreitender Strömung bleibt fOr die Temperatar ohne Bbiflufi.

Wenn in einer scnicrechten Gassaule gleiche Temperatur in allen Höhen besteht, so
muß ein beliebiges Teilchen mittlerer Energie auf seinem Diffusionswege beim Aufsteip:en
wegen seiner GeschwindigkcitJiabnahme abkühlend aul i-lie liühcrcu Schichten wirken, beim
Abst^;en un^ekehrt erwärmend auf die tieferen Schichten, in welchen es zum Energie-
austausrh mit anderen Teilchen crelani^t. Das Teilchen mittlerer Enerprie repräsentiert alle
Teilchen ; die in der Luftsäule sich vollziehende Dilfusionsbewegung miüJ also die femperatur-
gteiddieit aufheben unter Wftnndeitung von oben nach unten. ^

Soll in der Luftsäule TemperaturtiU ichsjewicht bestehen, su muß das Teilchen mittlerer
Energie, wenn es in höhere oder tiefere Schichten diffundiert, Uberall zu den Teilchen mittlerer
Energie gehören. Das ist der Fall, wenn in der ganzen Lufteaule durdi Temperaturabnahme
nach oben die Zunahme der putentiellen Energie kompensiei l wird, wenn in jeder Höhe die
Summe von Wärmeenergie und potentieller Ener]gie der Gewichtse in heit Luft dieselbe bleibt.
Das ist der Fall wenn

Ah»=— AcvAt, wobei jetzt c» =0,1684 die wahre spezifische Warme der Luft
bezeichnet, die ihr bei solchen Veränderungen zukommt, bei welchen ^e keine AusdehnungSr-
arbeit leistet oder erleidet Das führt fOr Ah = lOO» auf At = 1.40'.

Im Weseo des GaaniStandes liegt also die Tendenz begründet, unter der Wirkung der
Schwere Warme von oben nach unten zu leiten bis zur Ausbildung eines statisch labilen
Gleichgewichtszustandes.

>) G. Kanssiiiknn, „Ober én Binflnß der Aqsifliuiu auf die Temperatar der WehkArper". Pugg.
Ann. Eigtai, Bd. it/^, S. 417K

A. Schmidt,

So entspringt ata der WirkiinK der Schwere auf die Gase, speziell auf die Loft der

Aimo^phJtie, rln mniinigfaUi^LT ^^'cc hscl von Erstlieiniini^cn. Zuerst L'inc nur hri stark Inhilfr
Lxigenuig uufhOrcndc Warmeleitung von oben nocli unten, dann eine Etnsturzbcwegung mit
einer anntlhenid adiabatischen TemperaturverteÜuog in den strOoieadea Kifossen, im falla^eii
Strom mit niedrigerer Temperatur als im steigenden in gleicher Hflhe, alsdann eine stflUle
Schichtung liaufig mit nach oben steigender Tempemtnr, worauf iiifolg« der Diffusioasbewcguog
sich aUfloahlich neue labile Lagerungen ausbilden.

2.) Die wichtigste meteorologische Tatsache, welche den differenzierenden EinfluIS der
Schwere auf die Temperatur tîer atmosphärischen Luft beu cist, ist die allgemeine Almahme der
lemiieratur gegen oben. Man hat noch vor wenig Jahren die Fähigkeit der Luft, die Wärme der
Sonmeostrahluiiff zu absorbieren, sehr nieder angeschlagen und die Erdoberfläche als die weit
überwiegende Wärmequelle der Atmosphäre betrachtet, von welcher die Luft ihre Warme
durch Leitung erhalte. Wir nehmen heute nach Langley 's .Messungen an, daß die Atmosphäre
40 Prozent der Sonneostralihtag absorbiere, daxn mindestens die Haifle der dtiakdn Erd-
strahlung, und daß sie noch durch Kondensalion des aufsteicenden Wasserdampfs Wftrme
eiiialte, welche niu* zum Teil aus ihren tiefsten Schichten, zum Teil vom Wasser imd Erd-
boden stammt Die Prüfung der WärmeOkonomie in den deferen Atmospbftrcnsdikhten bat
z- B. Bezold') zu der Überzeugung geführt, daß der Erdboden eilieblidi mdur abkfiblend als
erwärmend auf die unteren Luftschichten einwirke.

Wie man nim die Sadie ansehen mag, ob man nur den KonrektionsstrOiBen mit HOfe
der Schwere eine temperaturdifferenzierende Wirkung zuerkennen will, oder auch der Diffusions-
bewegung, es bleibt wohl kein Grund, der Schwere, der Gravitation, die Anerkennung zu ver-
sagen, daU sie nicht bloß die Massenbewegtmg, sondern auch die Wärmeleitung beschränke
tind die Dissipation von Massen und Wärme verhindere.

Insbesondere aber, wenn man die fortdauernde Tendenz der Atmosphären zur Aus-
bildung labiler Schichtungen leugnet, so bleibt kein Erkl&ningsgrund übrig lUr die Entstehung
und Erhaltung weit verbreiteter, lang andauernder und regebnäffig auftretender labiler Lage-
rungen, wie sie durch die Beobachtung erwiesen sind- In der zweiten der soeben zitierten
Abhandlungen habe ich aus den Berichten von K. Aßmann und A. Berson über die wissen-
schafttidien Luftfahrten des (teutschen Verems zur POrdemng der LuftschlfMift, ferner ans
den damals vorUep;enden Resultaten der \'ersuehc von Tcisscrcnc de Bort mit Regfistrier-
balions und aus den Berichten des WeatherbOrcau der Vereinigten Suuiten Uber die Ergebnisse
roa Tausenden von Dracbenversudien rdddicbe Belege dafor beigebracht, daß labile Gleich-
gewichtszustände in der freien Atmosphäre in sehr großem Maßstabe auftreten und oft I.tngere
Zeit hindurch am selben Orte besteben bleiben. Auch nahe der Erdoberfläche ist die höhere
Temperatur des Bodens nur in einem Tdl der Ffllle und besonders nicht für die tiftafig vor-
Iconunende Erstreckung der labilen Lagerungen bis weit über 1000 Meter Höhe hinauf ein
brauchbarer Erklärungsgiimd. Von den in jüngster Zeit beobachteten Erscheinungen möchte
ich besonders noch hervorheben, d.'i6 gerade über der Oberfläche des Wassers, das doch den
täglichen Temperatursteigerungen sehr viel weniger ausgesetzt ist als der feste Erdboden, die
labilen Lagerungen sich viel häufiger einstullen, ja re^;elmäßig bestellen. Hcrccselt hat in
den Jahren 1902 und 191XJ eine größere Anzahl meteorologischer Prachenversuche über dem
Bodensee angestellt In anoShemd der HUfte der FBUe cdgte sich fiber der Wasserfläche
eine mehrere hundert Meter, teilweise 1000 bis ISdO Meter höbe tabQe Lagerung der Luft-

SchhilaMHwdiung von „R. Afimann «id A. B«rsoa, WitMOSClwAIicb« LofttUuten, ausgcrohrt vom
dentMihen Verein «te.^

ne AmuMpUre dn WdtraunM.

scMdhten. Ober seine in neuester Zeit mit Senier Hoheit dem FQfsien Albert von Monaco

auf dem Mittelmeer und auf dem Atlantik angestellten Drrichi r, und niillonvcrsut he her iehtct
derselbe Meteorologe, daü er, mit Ausnahme der KOstennäbc, immer und überall in den unteren
Sdiiditen labile Lagerungen gefunden habe. Er sagt z. 6. in einem Beridit an die Kais. Alca-
demie d. W. zu SL Petc rsbui c vom Mai 1905 über seine damals letzten Beobachtungen : „Eine
Erscheinung bleibt aber auch hier. Es ist die starke Abnahme der Temperatur mit einem
GnuSenten ^eich oder grttter als 1. unmittdbar Ober der Meeresoberfläche, welche, soweit
wir beobachten konnten, zu allen Tages- und Abendstunden vorhanden ist. Eine Temperatur-
Inversion, wie sie Abends fast regelmäßig über dem Festland auftritt, haben wir nie bsiobachtet".
Man bedenke doch: Wenn es eine Tendenz der Atmosphäre zur Ausbildmig labiler Zustände
der Lagerung ihrer Schichten gibt, so mnft deren Bildung und Erhaltung dort hauptsächlich
eintreten, wo durch die Gcj^erwnrt einer weiten horizontalen Wideistandsflflche die vertikalen
Strömungen gehemmt werden und der Einsturz der labil gelagerten Luftmassen verzögert
wird. Fehlt aber eine solche innere Tendenz, so muS die Wflrmeldtong, weil unbeeinflußt
durch die Schwere, immer und überall auf ZerstOninp der labilen Zustände hinwirken, ebenso
wie der vertiJcaie Wanneaustausch durch Konvcktionsströme. Ohne den zügelndcn Einfluli
der Schwere wirtct die Wlnneldttmg fiber die Hersteihmg des imfifferenten GleidiKewichts

hinaus bis zur Erreichung des stabilen isiilhcrmcn Gleichgewichts. Ebensowenig hören die
Einsturzbewegungen bei Erreichung eines indifferenten Gleichgewichts auf, sondern Ohnhch
wie die heraliroltende Kugel auch auf horizontaler Bahn noch fortlauft, so wenten die ^osturz-
bewegUDgen der Luft erst nach Erzeugung stabiler Lagerun^^ sii h beruhigen.

Das von Hergesell beobachtete VeriuUten der Luft ober der Meeresflache spricht
umso deutlicher für das Vorhandensein der Tendenz zur Temperattir-Düferenzierung durch
Warmeleitung auch noch von der kälteren Höhe zur wärmeren Tiefe, als über den Wasser-
flächen die Diffusion des Dampfes pepen oben fîist foiijrcsctzl latente Wflrme nach oben führt,
welche die tiefsten Luftschichten bei der Dampfbildimg abgeben. Soviel über die Beweise.

Wie wir sehen werden, empfiehlt sidi die Hypothese dner stoCfUcfa-gas^en Be>
sehaffenheit des Äthers nicht bloß vom chemischen Gesichtspunkt Jius, den Mendelejeff
vornehmlich vertritt, sondern auch aus anderen physikaUschen luid aus astronomischen
Gründen. Aber die Verbindung der bBchst wertvollen Hypothese mit den Änschainmgen
derjenigen Physiker, welche den Einfluß der Srhwere auf die A^Mrmeleitung lengaen» ist
geeignet, von der Mendelejeff sehen Hypothese gründlich abzuschrecken.

Schon die Ttatsadie der Wärmestrahlung der Sonne hat zu der Vorstellung dner

fortschreitenden Erkältung; derselben geführt, selbst zu \*ersuehen, die Zeit zu berechnen, nach
welcher die der Erde zugestrahltc Warme imzureicbend sein werde, organisches I^ben zu
unterhalten. Nun idser voHei^ die Erfüllung des Wdtraums mit einem Gase von den E^en<
Schäften des Newtoninms muft die«e Gefahr der foitschreiteodea AbkOUimg noch ungeheuer
vergrößern.

Nach dem auf Versuche gestotzten Gesetze der Diffusion verhalten sich die mittleren
molekularen Geschwindigkeiten zweier gasiger Elemente umgekehrt wie die zweiten Wurzeln
aus ihren Molekulareewichten. Z. R, ist die Diffusionst^t^schwindigkeit des Wasserstoffs bei
gleicher Temperatur 4 mal so groö als diejenige des Saucrsiofls, eistcre ItMO" bei 0", lulzterc
460" bd 0*. Mendelejeff erteilt dem Newtonium bei —80* eine dem Molekulargewicht
0.000001 entsprechende molekulare Geschwindigkeit von 2240000 Meter. Mit der molekularen
Geschwindigkeit hängt aber eine andere Eigenschaft der Gase zusammen, ihre Wärmcleittmgs-
fohigkeit Diese ist z. B. für Wasserstofi 63niBl grOfier als fOr atmoapbatlacbe Luft Zu da-
AblcOUnng dnrdt Strtfilung iHiugt also die Sioffliypochese des Äthers noch die Abkflhhiag

A. Schmidt.

der Himmetsbörper durch Leitung hinzu Iimerlialb eines omgebeoden Stoffes von —80*

Temperatur, dessen T .t ttunc^fühigkeit aoch diejeii%e der bestldtenden Metalle weit bioter sicb
lassend angenommen werden muß.

Sdiom die blolte Theorie der AbkQhhmff dordi Strahlun^r führt auf Zeltranme, wddie

weit hinter den von den Geologen bcroihncicn ZcitalteiTi der Bildung unserer Erdkruste
zurOdcbl^bea. Kommt noch diese Warmelcitung dazu, so wird es wiriüidi nnverständlicb,
imrBDi nicht sdion in einem einigen Meoscbenalter die Sonne erUischen Milte.

tJberluiupt, wo sind sie, die Zeugen eines fortsi^lirL-iienden Altems der Welt? Ob die
Fixsterne vom roten Typus in absteigender Entwicklung den anderen voraus oder aber in
aufsteigender hinter den anderen zorflck sind, wegen langsameren Wachtums, wir wissen es
nkht SioA nicht auf unserer Erde die Wechsel der Glazial- und Intoglazialzeiten zwischen
der wärmeren Teniflrzcit und heute, sind nicht die Gla/udbildungen zur paläozoischen Zeit,
deren Reste wir in Indien, Australien und Afrika haben, vielmehr Zeugnisse für einen imregel-
nflBigen, tdls langsam, tdls in Katastrophen sich voliziehendeo Wechsel anf- vatA absteigender
klimntischer Zust.'lnde auf der Erde? Selbst dem Erstarren der kn^stnllinisrhen Cehirtrc könnte
nach einigen Anzeichen eine Epoche organischen Lebeos auf der Erde vorausgegangen sein.
Wenn heute ein Meteorstein von der GrOBe eines Asteitdden mit 43 Kilometer Geschwindig-
keit die Erde tnlfe und die Schale ties Eies zertrümmerte, so würde von der tjanzen Kultur-
sclücht der Sediment<U^ebirge vielleicht nichts übrig bleiben, als da und dort ein vom Schmclz-
flofl wnbflUter Rest von Kaflc oder von Stehdcohle, metamorphoaiert m CrkaUc» zn Gntphit.
Der Mond selbst, der alte kalte Geselle, verbirgt uns die Zahl seiner Jahre und bedroht uns
vor dem £nde der Tage mit der Wiedererweckung titanischer Kräfte.

Weitere Ursadien der Abkafahmg der HhnmelSkOrper können Geologie und AstrofAysik
bei dem bestehenden Widerspruch der physikalisdwa gegen die hisliodsche Berechnung nicht
brauchen, die Physik hat Tiehndu* den Jaqgbninnen aufzuzeigen, aus welchem die göttliche
Schöpfung sich verjünct.

Die Dtsharm«inie tki VorsteUungen versdiwindet g<lnzlich, wenn man der Gravitation
ihre wärmezurückkiiende Eigenschaft zuerkennt. Ich schließe mich daher vnllkommen den
aus chemischen Gründen von Mendelejeff gefolgerten Anschauungen an, stelle aber die
Berecfanong auf die Vorstdhmg, daß das Gesetz der Bnergiezerscreuung, im besonderen das
Gesetz der Wärmcleitunp^ durch die Graritation beeinflußt sei.

Was würden wir auch dazu sagen, wenn es jemand einfiele, mit Rücksicht auf die
ABgememgiltigkeit des Bdnmmgsgesetzes, das die geradlinige Bewegung der Massen ver-
langt, das Umlaufen der Planeten um die Sonne zu leuffnen? L'nd dach bcceht derjenige
dnen ähnUchen Denkfehler, welcher mit Rücksicht auf den zweiten Hauptsatz der Wärme-
theorle dessen Allgemehigütigkdt m beefaitrachtîgen glaubt durch die Annahme einer Wdnne-
teHnng, die beeinflußt wird ilurch die Schwere.

Ich glaube ihn vor mir zu sehen, den souverllnen Gesichtsausdiiick des Entdeckers
der EriMltnng der Kraft, wie er spotten vrflrde tber die ffinzufügung des „perpetuum mobile
zweiter Art" zu demjenigen erster Art, Ober diesen neuen Begriff, der die VersOndigiuig
gegen den zweiten Hauptsatz ebenso kennzeichnen und geißeln soll, wie der ältere Begriff
die Verfehlung gegen den ersten Hauptsatz. Die Natur selbst ist dieses perpetuum mobile
und mit ihr ist es die Mühle am Bach, deren Kraft durch die atmosphärischen, unter der
Wirkung: der Schwere stehenden Pio/esse stetijr cmcueit wird.

Mendelejeff geht aus von der Notwendigkeit, aus den in neuester Zeit entdeckten
Eddgasen, Heünm, Neon, Ai^gon, Krypton, Xenon, «ne besondere Qmppc des periodischen
SgrMcms zu bQden. Sie aeigen alle dn dnatomiges Moldctti, sbid frei von chemischer Affinitat

Oie Atnoaiihii« 4m W«lti*nina.

zu anderen Elementen, haben alle grofle Ndgan^, in anderen Körpern zu dlffondleren. Da

von der ersten zur zweiten Gruppe des periodischen Systems, von da zur dritten, vier ten usw.
die Elemente eine stnfenweis wachsende Affinität zu Siiucrstoff aufweisen, so können die
Ed e lgaae nur vor die erste Gruppe als nullte Gruppe eingesetzt werden und zwar so, daß sie
▼W entsprechenden Elementen der ersten Gruppe (11, Li, Na, K, Cu, Rb, Aii, Cs) zu stehen
kommen je mit kkincrLii Atom^cwichten. Dah-ei f^hlt nun ein vor dem WasserstoH H 1
Stehendes Glied y dut' nullien Gruppe mit einem AtomgcMidil kleiner als 1.

Es ist sdu- wahrscheinBcli, daft hier tin !n den hdcbsten ScMditen der Soitnen-

atmosphare durch seine grüne Spektrallinie sich off* nbarcndes Gas, Jas Koronium, seine
Steile hat, ein Gas, das noch an die Sonnenatmosphilrc gebunden erscheint, noch nicht dos
Weltranm^ darstellt. Ans den Verhältnissen der Atomgewichte von Gruppe zu Gnippe
wird Rcfoliicrt. d<»ß y kleiner sein müsse, als 0.4. Dem WVlttaumgaso muß die Eigenschaft
leichtester Diffusion in andere Körper ohne Neigtutg zu dauerhafter chemischer Verbindnng
in bOdiBtem MaAe zugeschrieben werden, es mnfl also in der nullten Gruppe efai den ersten
Glinde y vonuiKebeade» nuntes Glied des perioffischen Systems bilden.

Nun schließe; ich folcrnclermaßcn weiter: Wenn es Hn demrfifjes leichtestes Gas pibt,
das den Weltraum crlüllt, so muß dessen Temperatur T, und molekulare Geschwindigkeit v,
am kldnsten sein in den grStten Entfernungen von den anziehenden irosmisdien Massen.
Temperatur und (Geschwindigkeit müssen wachsen mit der Annnheranp an die Mirssen und
erreichen an den Oberflächen der massigsten ^limmelskörper ilue höchsten Betrage Soweit
die Hhnmelskorper anter Stttning des Temperaturgleich^wichts dtvch Strahlung Wflnne
verlieren, muß ihtien solche durch Leitung innerhalb des leiehte^t leitenden Mittels wieder
aus den fernsten Icalten Gegenden des Weltraums zugeführt werden, soweit sie aber durch
Strahlung mehr eriialten als Teriinro (unsere Erlte dQifte sich nadi meinen Ausführungen in
der dritten der eingangs zitierten Abhandlnogen in ifieser Lage befinden), wird durch Äther-
leitimg und Konvektionsströme die Bilanz ausgeglichen. Die ersteren Körper werden dann
eine niedrigere Temperatur aufweisen, als dem Gleichgewichtszustand ohne Wärmestrahlung
entsprldlt, die letzteren eine höhere. Die dem Lcitungsgleidigewidit entsprechende Temperatur
an irgend einem Orte des Raumes kann man als die Idealtemperatiir bezcii-hncn, ihre Zunahme
bei der Annäherung an einen Himmelskörper entspricht derjenigen W.'lrmczunahrae pro
Masscnebiiiett, wdche der zu leistenden H<A«mgsaf))dt ib|idTalenc ist, wenn die Masseneinheit
um den Betrag der Annaheninc: wieder frehohen werden sollte. In der nHf hstcn Nnhe der
liimmelskörpcr, wo die Atmosphären schwerer Gase eine raschere Temperaturzunahme gegen
unten bedingen, als sie dem leichtesten Wcltraumgase zukommt, werden diese Atmo^hflren
eine erhöhte Oberflilchcntemperatur bewirken.

Bezeichnen wir die an der oberen Grenze der diditeren Atmosphäre von Sonne und
Erde vorhandenen Temperaturen absolut, d. h. von —273 Grad an gerechnet, mit T, und T„
^ der Tempel atur T, des unendlich fernen Äthers, soirie die den Temperaturen T| und T,
entsprecht nden molekularen Geschwindigkeiten des Wcltraumgascs mit u«, u, und u,, nehmen
wir icracr die i'olcnlialge.schwijîdigkck in der Höhe der Sonnenatmosphare gleich 608000 Meter,
an der Grenze der Erdatmosphäre gleich 43000 Meter an, so ergeben sich nach den Gesetzen
der Uaetiscbcn Gastheorie und der Potentialtheorie folgende Gleichimgen:

Setzen wir mit .Mcndelejeff T, = iy3 (.n.lmlich —80» C) und für die tatsachliche
Sonnentemperatur absolut etwa 5900*, so muA diese Tenqpenitur niedrigier sein als die Ideal'
temperatur T, wegen der fortgesetzten Wftmeebgabe durcb Stmhlniig «Ad wegen der fort-

To : T, : T- - u,» : u,» : u,' und u," — n„»

OtKA)- und — u.« = 606000».

Biiulg« nr fhj^ dtr tnin AtmmpMra. U.

A. Sclmidt,

gesetzt sich wiederholenden Einstnrzbewcgungen (falls Fledren, Fackeln, Protubenuizen,

Granulation so gedeutet werden dürfen), sie muß aber höher sein als die Temperatur des
adiabatischen Gldcbgewicfats y«cgtn der stets sich neu bUdeadeo labilen Lagerungen. Die
letztere Temperatur mOlte ^ch zu T, verhalten, ürie 1 : lj66^ «amtifli wie Ou : hei einatomigen
Gasen, kh möchte daher T, etwa 1,3 mal so hoch ansetzen, Ab 5500 Grad, d.h. gkkh 7000*.

Damit ergeben die obigen Gleichungen:

T, = 7000», T, = 1<):!", T»= IfW.R", u, = 615(100"', — l(i2 =92630».

Also von der (irenze der Erdaimosphtlre bis in unendliche Entfernung nimnit die
Weltraumtempentur nur um 34,2 Gcad ab.

Aus der molekularen Geschwindigkeit, vcrjjlirhcn mit dcrienipcn des Wasserstoffs,
findet sich das Molekulargewicht = Atomgewicht des einatomigen Gases. Bei öO" unter dem

Gefrierpunkt hat naralich Wasserstoff die Geschwindigkeit 1840 VT^T273", und es verhalt
sich x: 2= 1840» (193 : 273) : u,«, woraus .\ -=0.000476 sich ergibt, ein 476 mal größerer Wert,
als der von McndcU-jL'f f 1hti < tiiu-(e, imniet noi.h klein pen»p, um eine außerordi ntlich groß^
zum Ersatz der Sonnenwärnie genügende Wänncieicungsfahigkeit erwarten zu lassen.

Vielleicht wttrde sich besser empfehlen, T, = 200 zu setzen, ungefähr entsprechend der
niedersten bis jetzt mit Registrierballons gefundenen Tempenitur. Es ergäbe sich: T^^iTOCO*
T,-2Û0'', T, = 165.9», u,=6152-IO% ü, = 104000», ü, = 94 700°' und x = 0.000459.

Noch mehr konnte man gegen die Zahl T,— 7000 das Bedenken hegen, daß sie zu
hoch ßetriiffcn -sei, daß mit der Ann.lhcrung an die Sonrif, mit dem Eintritt in das Gebiet des
Koronituns sich, ähnlich wie von der oberen zur unteren Grenze der Erdatmosphäre, ein
gesteigerter Tempentturgradfent anstelle. Nach dai von mir aus den H. C Vogerschen
Hclligkeitsmcssungen gezogenen Folgcriuigen ') ist es nicht unwahrscheinlich, daß von dein als
Photosphare bezeichneten Ausgangsgebiete des weißen Sonnenlichtes an bis vielleicht zu der
den scheinbaren Sonnenrand erzeugenden kritisdien Schicht das ICoroniumgas den Hat^-
bestandteil der Atmosphäre der Sonne bilde. In dieser kritischen Schicht, auf welche sidl die
Zahl 60ä000"> als Potentialgeschwindigkeit bezieht, dürfte eine wesentlich tiefere Temperatur
herrschen. Um wenigstens über die Wifkung einer niedrigeren Annahme für Ti eine Vor-
stellung zu geben, habe ich die Werte fOr T«»6000* berechnet Es findet steh das Motetadar-
gewicht 0.00040.

Eine gute TTieorie pflegt mehr zu leisten, als die Erfüllung ihici» na<.hsten Zweeks.
Auch an dem Mendelejeffschen Ätherstoff bewährt sich das, besonders wenn man dem
Atomgewicht des Nr-wtoniums den jetztgefundenen Wert von annähernd 1 : 2000 erteilt. N'ai h
Wiecherts Berechnung *j kommt auch den in den Kathodenstrahlen bewegten Elektronen
eme MoldEidaigrOle an, die „beinahe 2000mal kidner" ist, als diejenige des Wasserstoffs.
Das ist doch eia hOchsc merkwflrd^s Znsatiunentretfen zweier BeivdUMingea in gecrennten
Gebieten I

Noch mehr! Eine die Wissenschaft seit bald 90 Jahren bewegende Frage ist die Deutung

der Aberration des Fi.xstt rntichte?;. Solange die Emi.s.sionshypothese herrsehte, war es ein
leichtes Problem, aus den zwei Ucwcgungen, derjenigen der Erde in ihrer Bahn und derjenigen
der UchtstofifteOcfaen in Richtung der Strahlen, die Aberrationserschanung als Ausdruck der
relativen Bewegung zu erklären. .Vndcrs und viel schwieriger gestaltete sich die Erklärung
fflr die Wellentheorie des Ucbts. Man kann z. B. die Wasserwellen beobachten, die im
ruhigen Waaser des PlaSnfiers erregt werden. Sobald die ak^ ausbreltieiiden Wdlen von der

•) Pbysiksl, Zeiuchr. 4 Nr. to Si tSa u. Nr. » S, 341.
■) Rtacke, Lehrb. d. Physik^ *. Aull. 11. S. 349.

Digitized by Google

Die AtflMMpUue im Weltnnm.

Strömung crfaBt werden, Aadett sich die Rlditung des Portschrdtens, sfe bekommt doe strom-
abwärts gerichtete Komponente. Die vom Äther des Weltraums in den mit der Erde bewegten
Äther eiotretenden Lichtwellcn sollten ebenso Ihre Fortpfhinzung^srichLunt; verändern, oder
die Strahlen sollten relativ zur Erde dieselbe lüeluiuig zeigen, die ilinen zu\ or im Wcliiaum
tatsächlich zukommt, die Aberration sollte verschwinden. Und doch besteht sie.

Gleich einer der Hauptlx'jj;ründer der Wellentheoric, lier linjxl.tnder Th. Voiinp, konnte
die Erklürung nicht anders geben, als durch die Annahme, üuti der Lichtâcher eine so feine
Besdiaffealiele habe, da0 er Itichter zwisdien den Itleinsten Teilen der KOrper, ja durch die
ganze Erde mit ihrem pcpcn 13000 Kilometer »jroCen Durchmesser hindurchpfche, als der
Wind zwischen den Blättern der Baume. Man dachte sich, daß der Äther vollständig ruhe und
trobedem die grSBten HinimelslcSrper oluie Hindernis sich durdi denselben hiadurdibewegen.

Wenn diese Vors-tcllun^ rieht ii^ war, so h.itte sie die Konsequenz, daß die Fortpf1an/un«
des LJcbts in der Richtung von der Morgenscilc der i£rde zur Abendseite, also Mittags von
Ost nadi West, grOBer sein soUte, als in entgeseneesetster Richtung tun den doppelten Betrsg
der ErdgeschwindiRkeit, nmd 60 Kilometer.

Der Physiker Ar ago fand bei Versuchen über Brecbttog des Fixsternlichtes in Prismen
nicht die geringste Bestätigung dieser Konsequenz. Wohl aber glaubte Fizeau und noch
mehr spater der GüttHtger Klinkerfucs, eine kleine Beeinflussung der Lichtgeschwindigkeit
durch die Erdbewcgimg experimentell gefunJe-n zu haben. Neuere Versuche jedoch, mit ^rrißtor
Pcinhchkcit angestellt von Michelson und Morley, zuletzt von Haga, konnten nur diis
Ergebnis Aragos bestätigen, dafi kein meßbarer Einflufi der Erdbewegoog auf optische
Erschcinuniren bestehe, oder richtiger, kein anderer Einfluß, als die Verschiebung der Spdcträl-
liüien im Lichte der Himmeiskörper, entsprechend dem Dopplerschen Gesetz.

Ich batte selbst hn Jahr 1878*) die freie DurchlaHbarkeit des Atiiers durch die ganse
Erde dadurch zu umgehen versucht, daß irh eine Vcrdiehtuncr des Äthers vor den Himmels-
körpern, eine V^erdUnoung dahinter annahm, so zugleich, duß durch die Refraktion des Lichts
in dem so veränderten Mittel die beim Übergang vom ruhenden in den ndtbewegten Atiier
eintretende Krümmung der Sti dilen kompensiert u ürde. Diese Hypothese führte jedoch zu
der weiteren Annahme, daß dem dichteren Äther eine gröflerc Fortpflanzungsgeschwindigkeit
des Uchts, «Sa Uetnerer Brechungsindex zukomme, als dem donneren, ein Widerspruch mit
dem Verhalten durchsichtiger Medien.

Durch die Mcndelejeff sehe Annahme eines leichtesten Weltraumgases» das die
Eigensdiaften der Edelgase in höchstem Maße besitzt, der Absorption und Okklusion durch
andere KOrper zu unterliegen, fallt jede Schwierigkeit in einfachster Weise. Der Äther bniucht
nicht mehr die Erde zu durchströmen, er braucht nur von der Erde, die mit weniger als dem
dritten Teil der Molckttlgcsehwindigkeit des Äthers den Raum durcheilt, auf der Vorderseite
etwas reichlicher, auf der Rückseite etwas minder reichlich absorbiert, auf der ersteren etwas
minder reichlich, auf der lefzleren reiv tilicher nach außen diffundiert m werden, eine not'
wendige Wirktug der Vorwärtsbewegung, so bleibt der Zusuind des Äthers, trotz der Vor-
wärtsbewegung der Erde, rings um die Erde ohne merkliche Veränderung und Verschieden-
heit. Der Erfolg ist derselbe, wie wenn einerseits die Erde vom Äther frei durchströmt würde,
andererseits der Äther, ohne Dichteandcrung, in der Atmosphäre der Erde mitbewegt würde.
Die mechanische Seite der Aberrationsfri^ ist damit geklärt

Noeh für eine andere astronomisi he Frafte, welche cr^t seit einigen Jahren aufgetaucht
ist, dürfte die Annahme eines Ätberstoffes mit den beschriebenen Eigenschaften nicht ohne

*) ftogmanablL d. Stnitgiifter RdJgyinwtriBiM itys.

A. Sebmidt,

Bedeutung sdo. Der gegen Ende Pebniar 1901 au^Betretene neue Stern, die Nova Persd, hat

durch das merkwürdifte Auftnten von leuchtendtn Nobclgebildcn, wlIcIk- über den Stern
Wegzügen, der physikalischen Eri^ianing dne höchst schwierige iVufgabe gesteUt. Genial
dAer fllr den Stern fes^estelttea Parallaxe von wenig Ober OXA Setciinden schelM man genötigt
zu sein, der Bewcfçiing der leuchtenden Nebelnmssen eine jedes jinnehmbare Maß weit über-
St^ende Geschwindiglceit zuzuschreiben. Der Astronom Schaberic in Ann Arbor hut nun
den Gedanlien ausgesprochen'), daß es möglich wäre, die exorbitanten Geschwindigiceiten
auf dn aanebmbares Maß zn reduzieren, wenn man berechtigt \\ !\ix-. die Jahresparallaxe des
Sterns entsprechend größer anzunehmen, z, R. lu i einer Sekunde l';irailjixe würden die fmg-
Uchen Geschwindigkeiten sich lOOmal kleiner ergeben. Ü& llü' die l'uraUaxcnbcstinunung die
AbStande von den nicbstbenacfabarten Fixsternen in entgegengesetzten Jahrasceilen ermittelt
und verglichen werden, so mußtc ein crrüfierer Fehler In der ermitteiten Parallaxe audi bei
den Vergleichssicmen anzunehmen sein.

Nun glaubt Schftberle, solche gemeinsame Parallaxenfehler konnten dadurch ent-
stehen, daß rings um die Sonne bis zu Entfernungen über die Erdbahn hinaus der Äther eine
Verdichtung besitze, dorch welche die Lichtstrahlen der Fixsterne eine Refraktion erleiden.
Eine derartige Refraktion ware geeignet, die Parallaxen aller Sterne gleicher Breiten je um
denselben Betrag zu verkleinern, so daß sogar scheinbar negative Parallaxen ;tufti etcn kfinnten.
In der Tat habe die sorgfaltige Beobachtmig fttr einzelne Fixsterne ein soldie» Ergdmis
geliefert.

Ein anderes Ergebnis astronomischer Bedbaditnng hat den Heidelberger Astronomen

Courvoisier*) gleichfalls ;iuf Seh.H^erles Hvpnthese einer intcrplunetann Stmhlenbrechung
geführt. Die zur genauen Feststellung und Verfolgung der Erdoxcnschwankung an den Stern-
warten verschiedener Orte rings inn die Erde angestellten fortlaufenden Beobaditungen der
Polhöhen haben neben solchen Polh ' In nUndei ungcn, welche für Orte von 180* Längen-
Unterschied entgegengesetzte \\''crte haben imd dalier auf Erdaxenscbwaokungen zurttck-
zufohren abid, eine jährliche gemeinsame PolhObenSnderung ericennen lassen, wdche ffir <fle
veischiedenen geographischen Lfini^en gleichen Wert besitzt, also keiner Schwankung der
Brdaxe zugeschrieiien werden kann. Dieses „Ph.'lnomen Kumuras" ließe sich erklären durch
die Annahme, daß den zu den PoIhOhcnbestimmungen benützten Fixsternen, nach dem Urheber
der Methode Talcottsteme genannt, eine gemeinsame, daher bei ihrer Vergleidiung sich
verbergende Jidii esparallrîxc zukomme, ein sehr iinwnhrscheînîicîies Zusammentreffen. Dasselbe
aber leistet auch eine Refraktion von jährlich wechselnder Richtung, wenn dadurch eine
scheinbare nqsative Parallaxe von 0.13 Sdeniden bewirkt wOrde. Es ist ebie vielversprechende
Aufgabe der messenden Astronomie, die optische AbstoBung der Sonne auf die Flxsteme Ms
in die nächste Nahe des Sonnenrandes zu prüfen.

Immerhm, man wird vidleidii sagen, dafi man fttr die Ursache ehier interplanetaren
Strahlenbrechung nicht gerade Mendelejeffs Ätherstoff brauche. Ii^end welche lichtbrechende
Substanz, z. B. die Bestandteile unserer Erdatmosphäre, für welche ja das Barometeigcsetz
kefaie Grenze nadi oben kennt, Wasserstoff und Helium, welche in den Atmosphären der
Sonne und Fixsterne leuchten, Kohlenwasserstoffe, wie solche von den Meteoriten herab-
gebracht werden, könnten vielleicht die Idcine Sfrrihîkrflmmun{r auf einem hunderte von
Nüllionen Kilometer hingen Wege im interplanetaren Kaume erzeugen. Diese Gase könnten
vidleicht^ besonders im Gebiete staubfOnniger Massen, wdche als Ursache des ZodiakalUdits

«) AaifOBon. Nachr. Nr. 3935.

■) AatfOBom. Nuhr. Nr. jm» n. 3991.

Die AtmoiphlM dtt WdttMiim.

in weiter BntfermiDK enfUini? der BkUpdkebeoe die Sonne uinsel>en, cine etwas erhtthte Ver-
dichtung erfahren. Eine Sclnvieri^ki'it iibcr Mtibt bei solcher Annalmif bestehen : Das
Temperaturgefftll der M:hwcreo Case nach oben infolge der Schwere ist ein sovielmal stärkeres,
sovielmal ihre Moleknlariffewichte grOfier siiid, als das unseres Gases x, ansere atmospltftitedie
Luft würde bei 1* pro 100"" Temperdturabnahme 28 Kilometer Höhe nicht erreichen, sie würde
vor Erreichung des absoluten Nullpunkts zu Staub erstarren, es ware nicht wohl denkbar,
daß irgend eines der vom Chemiker bis jetzt gewogenen Gase in geringerer Entfernung von
den i^immelskOrpem noch den Gaszustand behaupte und das Licht breche. Die Annahme
eines Weltraumjiases von einer Temperatur, die von der Cîi enzc der dichteren Erdatmosphäre
bis in die lerusteii i^iiume nur um eine kleine Zahl (Jrade sich ändert, erklärt uns am
ungezwungensten eine Zahl zusammengehOr%:er Tatsachen: Die Cast pUttdIchc VcrlangsamunK
dfs Tcmpcraturabfrdls in Höhen von 12000 oder 13000 Meter nn unter ?:trjrker Ncifrung zur
Ausbildung von Temperaturumkehrungen, eine Errungenschaft der modernen Äronautik,
ferner das Auftreten leuchtender Nachtwtdken, wddie besonders nach dem Krakatanausbruch
in Höhen von 70 bis 100 Kilometer, wenn nirht noc h hf'ht r, <iich zeigten, die mnnnipffaltigen
Dänuneningserscheinungen, aus welchen man auf eine diffuse Reflexion und Beugung des
Sonnenttdits bis zu Hohen von Aber 70 Kilometer scfaVefit, das Anfleochtea der Stemsdmnppen,
nach Schiapiirelli noch in Höhen von 200 KUomclcr erfolgend.

Die Physik ist noch keine einheitlich geschlossene Wissenschaft, wenn auch die all-
gemeinen Prinzipien der Oiergielelire sie bdierrsdien. Die Brllcke von dem Gebiete der
elektrischen und magnetischen Erscheinungen zu dem der Mechanik ist noch nicht geschlagen,
nicht sot wie die kinetische Theorie der Gase imstande ist, einen grolkn Teil der Wtnneerschei-
mögen durch eine Mechanik der Gasmolekeln zu erklaren. Zunächst ist es ^ Glfldc für die
llieorie des Ätherstoffs, daß ein großer Teil der Physik des Äthers seit Maxwell in das elektro-
magnetische (»ebiet hinöbcrfnllt. Hütten wir heute noch die Lichtwellen als Ausdruck mecha-
nischer Elastizittttsàchwiiigungen zu betrachten, so wttrc es nicht möglich, die mystischen
Vorstellungen vom Äther durch natOrtidke zu ersetzen. Die Tatsadien der PoUuisatkm des
Lichtes, die Unmögliehkeir, die trnnsv(>rsalen Schwincrunjren in longitudinale umzusetzen, würden
uns zwingen, dem Äther eine absolute Starrheit und UnzusammendrOckbarkeit zuzuschreiben,
wdche ohne Analogon unter den Nat nrka rpe ra ist, und welche zusammen mit der widerstands-
losen Durchdrinpbarkeit den Äther in das Gebiet des Übernatürlichen entrücken würde.

Nun können wir es ruliig dem andern Gebiete der Physik überlassen, jenseits der
noch nidn geschlagenen Brocke die Gesetze der elektromagnetischen Wellen innerhalb der
vers* hiedenen durehsirhti^;en Medien zu beschreiben. Um Hypothesen, welehc die Kluft ülicr-
brückcn, wird der mer>scbliche Geist nicht verlegen sein, ohne die gestmden Grundlagen des
modernen Kealismus verladen zu müssen, als welche Mendelejef f die DreieiniglKlt beseichnet
TOD Afateriei Energie tud Geist.

über die Flughahn des am 4. Januar 1906 in Lindenberg
aufgestiegenen Registrierballons.

Von

Dr. ALFRED WEGENER in Lindenberg.

Hit einer Atjhi!dnng im Text.

Am 4. Januar 190<) gelanc; es am Kgl. Aeronautischen Ob'siTvatorium zu TJndenberp,
den dort um 8 Uhr morgens aufgclasbuncn Registrierballon mit dem hierzu von Herrn A. de
Quervain konstruierten Theodoliten, der bei dieser Gelegenheit hier zum ersten Male aus-
probiert \\'urde, 7.U verfnlçen, so dafi sich seine Flutrbahn vollstandip^ ermitteln laßt.

Die Druckverteilung des 4 Januar — mit geringen Änderungen dieselbe wie die des
Vcirtag!» und die des folfendcn Tages — zeigte ein Hocbdraclq^Met von mehr als 775 mm
Ober dem Kaspischen Meere und ein Tiefdruckgebiet unter 745 im NW der britischen Tnscin.
Die über Mitteleuropa von SW nach NE streichenden Isobaren zeigten mehrere wellenförmige
Attsbachtoflgeo» die von kleinen, am Rande der großen D^Mcssion nach N wandernden Teil-
deprcssiont n herrOhtten, und welche rasclien Wedisel in der Bewölkung und Windrichtung
zur Folge hatten.

Die trigonometrische Verfolgung der Ballons wurde durch fast wolkenlosen Ifimmel

begünstigt. Um 8 Uhr, zur Aufstiegzeit, herrschte Bcw. 1* a-str, ec, während bereits wenige
Stunden darauf 7*~* a-str notiert wurde. Ein anderer Umstand, welcher die Verfolgiuig des
Ballons anSerordentllch erleichterte, war die attHergewtthnllcbe Ruhe bx den höheren Luft-
sdilchten, die zur Folge hatte, dafi der Ballon in seiner Mazioiaihtfhe von 11470 m unter einem
Hohen Winkel von fest 44* siciltbar war und in tiner Eotfermuig von nur 20 km vom Aufstiq^
ort landete.

Zm Zdt des Aufstiegs herrschte am Erdboden SQdwind von 7 m p. s. Geschwind^eit

(in Berlin wurde bei der gleichzeitig stattfindenden bemannten Freifahrt unten SE 3 m p. s.
notiert) bei einer Temperatur von —8.0', die durch eine starke nachtliche Ausstralilungs-
Inversion in der untersten Luftschidit hervorgemfen war: schon bei 1000 m heiTsdite nach
der BnllonroRistrierunp — 1 nnrh dem unmittelbar daniuf fnlpcnden Draehcnriufstics; ' -.4*,
wahrend bei der Freifahrt über Berlin das Temperaturmaximum von + 4.0* schon bei 800 m
gefunden wurde. Der Registrierballon trieb zunsdist mit der unteren WIndstrMnuag sehr
rasch (der DraehenaufsUet; ergab ein Windmaximum von 12 m p. s. bei 250 m) nach N,
schwenkte aber alsbald immer mehr nach rechts, bis er nach einer Azimutdrehung von etwa
90* für (ten lûerauf mdit vorbereiteten Beobaditer hinter dem Windenhause verschwand. Der
Theodolit mußte von neuem aufgestellt werden, es gelang glücklicherweise, den Ballon wieder
aufzufinden, und die Beobachtung konnte nun ohne weitere Störung fortgesetzt werden. Bald
konnte eine anhaltende Linksdrehung festgestellt werden, und der Htthenwinkel, der tn dem
lebhafteren unteren Winde bis auf 28" gesunken war, nahm fortgesetzt zu, ein Abflauen des
Windes mit zunehmender Hohe anzeigend. Bei 10700 m SeebOhe — wie die Registrierung

Ober 4te Flugtalut dei an 4. JuMir 1906 in LiadeRberg laffetlicfeBen

spüter ei^ab — erreichte der Höhen wüikcl das Maximum von 44.2*, um dann bis zur Maximal-
hohe wieder langsam abzunehmen.

Die Ablesungen wurtkn in der Weise auspcfdhrt, daß ciii Gehülfe alle 30 Sekunden
diis Signal zum Ablesen gab, wahrend ich selbst die Einstellung ausführte, die Kreise ablas,
and die Ablesang dem GebOlfeii dtktleite. Bei der — abgesdieD yam Bllenmterstefi Teile der
Bahn — sehr langsamen Bewegtmg, die der Rrillrm im allgemeinen zeigte, konnte dies ohne
Mühe ausgeführt werden (wiederholt konnte ich auch ohne Gefahr vom Fernrohr ztirUcktreteo,
um andere Posonen hbieinsdien m lassen).*)

SSV, Minuten nnch dem Aufslieg konnte das Platzen des Ballons beobachtet werden,
worauf der Höbenwinkel sofort rapide abnahm, so daß einige Aufmerksamkeit nOtig war, um
den Balloii nicht ans dem Geäditsfelde zu ▼ertierm Es war nnn nicht uninteressant, das
Verhalten des geplatzten Ballons zu verfoli^en. Während die obersten Höhenkilometer durch-
fallen wurden, sah man die geplatzte Halle fortwährend nach oben schlagen und so den Fall-
sdiirm bisweüen gAndidi Terdedcen, wndurch der darunter sichtbare, in der Sonne blitzende
Apparat in starkes Schleudern geriet Die hierdurch hervoifferufenen Erschûtteningen lassen
sich an der Registrierkurvc deutlich erketmcn. Später sah man die Ballonhalle, offenbar zu-
sammengeballt, unter dem ausgebreiteten Fallschirm, von ihm deutlich getreimt, hangen, so daß
er nnn keine Störung mehr verursachen konnte. Der Fallschirm wurde noch weitere 25'f, Mi-
nuten nach dem Pl.itzen verfolgt, bis er unter einem FlOhenwinkel von 4' in einer direkten
Entfernung von 16930 m vom Beobachter (in i3oü in Seehöhe} im Dunst am Horizont ver-
sdinrand In der ICudmaftOhe hatte seine dfardcte Entfernung vom Beobachtar bereits 16 600 m
betrafen, bei dem schnellen Fall durch die schwach bewegten oberen Luftschichten hatte sie
sich dann bis auf etwa 14000 m verringert, bis der FaUschirm von dem lebhafteren Unterwind
wieder sdmellcr fortgetrieben wurde.

In der beifolgenden Abbildung ist der Grundriß und Aufriß der Flugbahn dargestellt,
der letetere nach der Vcrtikalebene über der mittleren Flugrichtung. Für Höben- und Hori-
zontalskala ist derselbe Maßstab benutzt. Über die Art der Beredmung der giH»ini»n Punkte,
die sich im grollen tmd ganzen an das von Herrn de Quervain seinerMît dargelegte Ver-
fahren*) anschließt, sei hier noch folgendes bemerkt

Es waren insgesamt 134 Ablestuigen erhalten worden, indem, wie schon erwähnt,
prinzipiell von 30 zu 30 Seknuden ahgdesen wurde. Von diesen wurde aber nur etwa der
4. Teil ziu" Bereehnung herangezogen. Trotz dieser scheinbaren Inkonsequenz hat die enge
Folge von Ablesungen einen großen Vorzug, den man nicht unterschätzen darf: sie gestattet
CS namHch, die {Dr den Verhuif der Kurve charakteristischen Pnnicte auszuwählen und so mit

*) Ich möchte an dieser Stelle einige kurze Worte über den Theodoliten von Herrn de Quervain
cintlcrhtcn. Die starke VergrACerang des Kernrohres, die robuste Krcisteilung, die bequem aus- und cintu-
scbaltende Feinbew«guqg, du gebrocfa«n« Fernrohr mit dem primitrvea, vu Koro und Kinme bceteiieiulen
Soeher uawt» «Ile dieae AaordmmgaB aiad ao sweekmiSif IBr die geetrft» Aii|pdi* gUnttta, dst idl
imtèhe, daa hHtninent auf dn wlimete ni empfehleii. hidenen darf Icli elaf(e Ueine HiBgel der AsafUimig,
die rieh leicht hStteo vermeiden Tassen, hier nicht verschwelfen. So rind die 3 FuBachnaben ao dicht noter
dem Aîimutkrcisc angebracht, daß schon In u cnij.; extremen StcIIun<,'cn die Noniub-Alhidade mit den Schrauben
kollidiert, was unter Umständen ein Neuuulbitucn tlm In^trumenlä laiiutten einer Beobachtungsreihe nötig
machen kann. Femer wäre es meines Erachtens praktischer gewesen, die Teilung des Aiimutkrciscs nach
rechte atatt nach Bnka wacluen an iaasen, and endlich kAnnte der dem Instrument beigegebene Hoixkasten
etwis N ^|^lf l ^1 ^^ «bifaiiditst acni. Vidiaidit kAnatea dieaa Punkte bei etwaigen qAteren Liefeningen tterOck*
aiditigt werden. JedcnftHa aiod ale aber «o wenif von BedeiitnnR, dall das Geaamtartnil Ober die vonO||iclie
BnndibMkcit des Inatranienta dadurch kein« EinbnS« «rleideii kann.

^ Butrige a. fhgäk d. frtien Atm. I i, StraBbufg 1904, pw 47.

Dr. Alfred Wegener,

emera Hfioimuni Ton Redmungsaufwaiid eine verhttltoisinaßig sehr vollkomnieae Darstdhnig

der Bahnkurve zu erhulten, wahrend man bei der Beobachtung selbst kein sicheres Urteil über
die Wichtigkeit einer einzelnen Able^mg hat. iVndcrerseits tritt durch eine so enge Folge der
Ablesungen kaum eine Mehrbdastung des Beobachters ein, da dieser )a doch am Instrument
bleiben muß, um den Ballon nicht zu ▼erfiereD» und da durch die bei kürzeren Abständen
grSBcre Kontinuit?it der WtnkelAndeiuiifeD wiederom die Ablesung selbst erleichtert und Irr-
tümern vorgebeugt wird.

Die zu den Beobachtnngszeiten gehörigen HOlieii des Ballons wurden einer graphladien
Darstclhincf entnommen, in welcher die Höhe als Ordinate und die Zeit als Abs:^i.Si;t' cintrctragen
und die erhaltene Steigkurve graphisch ausgeglichen Wiu". i>iese Ausgleichung war namentlich
für die Ableitnng der Windgeschwindigkeiten too Nutzen, in welche sonst alle Ungleichmafljg-
keitcn des Uhii^anges und der Auswertung vnii cinRetiiiniren wfiren. Aus dor so erhaltenen
relativen Höbe über dem Aufstiegsort und dem beobachteten Höbcnwinkcl wurden mit dem
SedMnstab die borizontalen Sntfemimgen ennitteit and mit den zug«lillriK«n Asimoten in
die Figtir eingezeichnet. Um den Aufriß zu erhalten^ wurden d:inn alle Höhen seniircdlt ftllf
der Verbindungslinie zwischen Anlstt^^ und Landungsort eingetragen.

Die ^dilenwertie fOr die berecbneten Ptaktt, und die fur ^ swlsctienHegenden HOhen-
iniervnlte gdtendcn WtmifWfhwhiiHglrfitffn und 4üc]itnn0en snud folgende:

AA^ll fl4>III
iJSL u vjv in

Aafslicg

liniimwMirt

Alte

Il.iij.nt.'iti-

m 1

O 0

120

3 S3

180s

850

10 48

31,3

84,0

3340

2150

13 48

29,3

81,0

4670

2740

16 48

27,8

81,7

6 HO

3340

i2 3

29,6

76,5

7530

4400

26 48

31.3

71.3

Söge

S4IO

31 48

32,5

65.1

o8go

6420

34 4S

34.1

«3.S

10240

7OÛO

38 4»

37.S

«►7

loafio

7910

4» 4Ï

41.4

N«5.3» E

9810

87?o

45 4f

4-, 2

63,1

10200

9380

47 4><

43.3

65,0

10280

9820

48 4S

43.»

64,3

10290

10^

51 4S

44,2

61,8

10910

10720

52 48

43.9

60,7

II 230

10940

53 48

43,6

60,7

II 600

[ 1 1 ("k-i

55 18

43.7

61,9

11840

11430

SS 33

Ballon pliU

II 470

56 33

41.9

N 62.5» E

12080

10960

59 48

30,6

I2S50

944»

61 4»

33»>

61,1

(«850

8500

«3 4«

30.2

7600

Wind

Riehl uo^

m p. s.

7,8

6.1

\VNW

7.4

WSW

8.1

4.9

SWzW

4.8

5.3

SSW

3.3

NNW

2,1

3.3

.SSW

s«

2,3

SSE

4,4

SSW

6.5

SSW

6.3

WSW

4.3

WNW

3»»

3.7

SSW

3.2

3.'

SSE

Digitized by Google

Ober die FluK'^ahn des .iin ^ Januar n,n6 in I.indcnlRT|,' uufdcstießCnCTl Registrierballons, 33

Zeit

HttlMttwiiikcl

Wind

aaeb dam

Azknrat

S4«li6be

GcmW.

m ■

•

m p. ».

fie iK
68 48

73 18

74 48

75 48

78 18

79 18

80 48

-7.4
21,8

14,3

12,1

10,6

7.2

6,0

4>2

59,7

57.«

57,0
56.»
59, «
59.4
60,7

13310
I4SOO

14910
15280
16 ISO
16460
16870

UOÖO

54SO
3820
3320
3980
3100
I R;o
1 360

1,9
3,8
4.8
4,9
6.3
6.9
5.7
6.1

NNW
SW

SWiS
SW
SW

w
w

WNW

Faltschirm wird unsichtbar.

85 0

- 1

N59» E

20000

150 ^

... j

Die schon erwähnte starke Rechtsdrehung Ober der Erdbodeninrersion ist sowohl beim
Aufstieg wie beim Abstieg sehr deutlich ausgesprochen, desgleichen die darüber folgende
Linksdrdiaiig. Da die energbdie Linksdreliung erst oberlialb 3000 m einsetzt; so koonte
sie bei dem gleichzeitigen Drachenaufstie^, der nur bis 2920 m reichte, nicht mehr bemerkt
werden. Hier ist vielmehr bis zur Maximalhöhe noch reiner W-Wind angegeben. Dag^ieo
wurde sie bd der bemaanten Freifahrt festgestellt; nadidem der Ballon in den HOlien
zwischen 2500 und 3000 m stundenlang mit fast reinem W-Wind geflogon war, findet sfeib bei
Erreichung der Höhe von 3180 m die Notiz: „Wir biegen scharf nach NE um".

Die interessanteste Erscheinung im weiteren Verlaufe unserer Bahnkurve ist aber die
darauffolgende Doppelschleife, die der Registrierballon in der Hohe zwisdien 7000 und tOOOO m
hei sehr geringen Windgeschwindigkeiten durchläuft, und deren getreues Abbild - - durch
die gröüere Fallgeschwindigkeit etwas verkleinert — beim Abstieg erscheint Die Höhenlage
ist im letzteren Falle etwas Terschoben, was offenbar auf die mit der Zeit immer schkcbter
werdende Ubereinstimmunc: zwischen der Uhr des Beobachten und der Uhr des Registrier-
instruments zurückzufotuien ist.

Obeibalb dieses doppelten Windumlaufes, aus dem der Baflon mit SSW>Wind heraus-
tritt, wird bei etwa 10 900 m der Repinn einer neuen Rechlsdrehunij angetroffen, welche bei
U 20Ü m zu reinem WNW- Winde führt, der bis zur Maximalhöhe von 11 470 m anhAlt. Gleich-
zeitig zeigen bdde Thermographen (der venreodete Hergesellsdie Ballon-sonde- Apparat
enthielt außer dem originalen Hergcsellschen nodi einen Teisserenc de Bortschen Thermo-
graphen, der auf derselben Trommel schrieb) eine Inversion zwischen 11080 m und der Maximal-
höhe (H. von —61.0« auf —60.0», T. d. B. von —63.5» auf — 62.0»}, welche anscheinend nicht
durch Strahlungseinflflssc erklärbar ist, sondern reell zu seitt scheint. Es ist sehr zu bedaneiki,
da£ der Ballon nicht noch cini^je Kilometer hoher sliep, bevor er pintzte; denn dann würde man
vermutlich über die Realität dieser Inversion und speziell darüber, ob der in der Maximalhöhe
angetroffene WNW*Wiad our den Beginn einer dritten grKSeren Schleife dantdlt, oder ob
er vielleicht mit der mehrfach in {rroßen H«hen festgestellten wannen Luftströmung identisch
ist, Aufschluß erhalten haben. Die letztere Annahme gcwiimt vor allem durch eine Beobachtung
■n WahrscheiiiilGlikdt, weldbe Herr Hergesell m einem fiHheren Heft dieser Zdtsdirift mit-
geteilt haL'') Ei fÉnd dort die gemmnte warne Luftströmung in Gestalt eines oberiialb

') I, 3. P. Mj.

Bduii* tat Fbjtik der ftdcn AuiMphIr«. D. 5

Digitized by Google

34 Dr. A. W«g«ncr, Ob«r di« FloglnlM de> in Liiid«niMfv aafigeiticiKeneii Regtotfieibailain.

U 300 ID Höhe wehenden NW^Wiodes von etwa 14 m p. s. GeschwindigkeiL Auch diunuki
war der Obersanf? zu dieser StrOmanfr durch eine Zone mit eigeattlnificb wechselnder Wind-
richtung charakterisiert, in tier es anseheinend nur wetzen der allzu gewalti'^en translatorischcn
Bewegungen der Lufunassen (in lOôCXJm herrschte E 30 m p. &1) nicht zur Ausbildung von
geschlossenen Sdddfen ùk der Bahnprojektion kam.

Ich möchte aber an dieser Stelle vor allem auf die sehr merkwürdige überein stimmttOK
der von uns erhaltenen Kurve mit der seinerzeit von Herrn de Quervain a.a.O. publizierten
hinweisen. Nach einer starken Linksdrehung durchlauft auch bei ihm der Ballon in den Höhen

zwischen 12000 und 15000m erst eine größere und dann eine kleinere Schleife, beide wie bei
uns im Sinne einer dauernden Kechtsdrchung mit zunehmender Höhe. Über den beiden Wind-
umlaufen findet sich auch bei ihm bis zur Maximalhühe WNW-Wind von fast derselben Ge-
schwindigkeit (3 m p. s. gegen 4 in unserem Falle). Es ist natürlich nicht zulässig, aus dieser
Überein-stimmung weitere Sehlüsse zu ziehen, aber es scheint hiernjieh, als seien solche mehr-
fachen vollständigen Wmdumläufe in großen Höhen nicht etwas so Seltenes und Abnormes, ,
wofür man sie Usher wohl gehalten bat

Über diese eigenttJmlichen StrömuntrsvertinUnisse in den höchsten, den bemannten
Ballone nicht mehr zugänglichen Schichten der Atmosphäre können wir nur durch häufigere
Anwendung der trigcnonietrisclien Veifcdgungsmetbode, die wir in der vorliegenden verein-
fachten Fonn Herrn de Quervain verdanken, weitere Aufschlüsse erhalten, und es kann
daher eine möglichät ausgiebige Verwendung derselben nicht warm genug empfohlen werden.
Es steht zu erwarten, dafi wir auf diesem noch wicfat^« Anfsdilflsse Uber die ver>

mutlicb einfacheren und großzügigeren Erscheinungen der obersten Luftschichten tiad deren
Zusammenbaag mit der Gesamtzirkulation der Atmosphäre erhalten werden.

Digitized by Google

A Discussion of the Observations obtained by the Blue Hill

Observatory with Ballons-sonUes at St. Louis.

HENRY HELM CLAYTON.

Introduction.

Tbe poMlattloa of the feOowbig dfecussten by Mr. Clayton of liie b«dloB-«oade
obBemtioiis «t St Louis is authoriied as a part of the work- of the Blue Ihn Obscrvatoiy.

A. Lawrence Kotch, Director.

The observations on which the following discussion is based were bc|2^ by Mr. Rotch
in the autumn of 1904 in cooperation with the management of the World's Fair at St. Louis.
They were continued during January 1905 at his own expense, and then extended throngh
July by means of a grant from the Hodgkins fund. The baHüns-sonde.s, durin); the summer
half-year were liberated by Mr. S. l-". Fergusson, and dunng the winter half-year by the writer.
A report contahring the obsoratkms in detail, together with the observations now in progress,

will be published Inter by Mr. Rotrh.

There were balloon ascents on e^ht days in autumn, on seven days in winter and
on seven days in sttmmer, when records were obtained which could be used in the following
discussion. Except in three cases, the balloons were all liberated after simsct and at a time
of day when the temperature was nearly normal, in order to avoid the effects of insolatioQ,
and to diminatB Üie effects of tbe ffiumal periods from tlie rerairds.

The Temperature gradients.

Table I contains the mean Tertical gradients per hundred meters at St LoviSi daasl*
fied by seasons and given for Intenrals of one kilometer.

Table L

Mean Vertical Gradients of Temperature per 100 Meters for each KOometer above St Louis.

Hights In km

Winter

Spring

Summer

Autumn

Yeur...

0— I

— .19* C.

-7$

-.51

-4»

1—2

— .22

-.76

—.30

■43

a— 3

-.38

—•45

-46

- 45

S-4

—49

— w49

-48

-"49

4—5

-.67

-SI

-•59

' 59

5-6

— 59

-.64

—•73

—.66

BcMc* an Phgitk da ficim AmoipUM. U. 6

Digitized by Google

H. H. Claytoa,

Metel ia km

Winter

SunuDoi

AutoniB

V«ir.. .

6—7

—••7

—•77

—.93

— .M

— .»

—.87

-^51

— Jil

—76

-69

9— lo

-M4

-.85

—.72

-•67

IP— Il

—•47

—77

—•32

— 5*

11—12

— .12

— 54

-,63

-43

la— tj

— .lO

—•39

—38

—.26

ij— 14

— -S-ï

hJi

-.56

-.19

H-îS

— j07

+.10

+.t6

Tlds table shows that for erety season Che rate of decrease of tempeiatnre aboye
2 km increMes up to 7—8 km, then diminishes, and that there is an inversion above 13—14 km
in summer and aatunm and a very slow decrease in winter. When the gradients are computed
for intervals of 500 meters, an inversion appears in whiter between 1Ä5 and 13 km. TTie
inverted gradient hence begins higher in summer than in winter and is found higher in the
central United States thnn in Europe. These observations at so great a distance from Europe,
while confirming those obtained by Mr. T&isserenc de Bort and by Dr. R. Assmaan, also
make it probable that Ibis Ugh and relatively warm stratum of air extends throui^unit the
north tempcnitc zone. Below one kilometer the rntp of decrease of temperatore was very
capid throughout the year, as is shown by the rapid rate of decrease trom 0—1 km in summer
and in autunm, and by the foUowhig rates oî decrease for each OJS km in wjoter:
Hights 0.0-0.5 Icm 05-1.0 1.0 1.5 1.5-2.0

Gradient — .94» C. +J0 +.03 —.46

These figures show a rapkl decrease of temperatm« m winter from 0.0— OiS km and
an inverted ^n adicnt from 0.5- 1.5 km. If the frequency of each gradient is considered instead
of the mean gradient, using all of the observations, the frequencies shown in Table U are
obtained.

Table II.

Frequencies of Different Temperature Gradients per Hundred Meters for Intervals of 500 Nf eters.

in km

NoriTiul Gr;iilKTi;s

' C.

iiverli-tl
1 a<lii:nt.s
— 1

oi .ill

0. 1 — .1

".J .4

.11

O— I

t— a

2— 3

3—4

4-5

5-6

6-7

7-«

S-g

9-1 1

M— 13

13—15

Digitized by Google

A Db c M d Mi of the Obierntiom abttlned by the lue Hill Qhtrwloty with Billoiw-WHile» »t St JUwik. 37

Table II sllowB that the most frequent gradients in the lower air (0^1 km) are the

adiabatic gradient? of dry air (0.9—1.1 » C.) and of snrurated air (0 fi— 0.i«i » ) C).

Gradients of inverted tempenuurc rise of temperature with increase of higbtj also
show a maximum ftetfssacy in this lower stratutn.

From !— 7 km the prevailing gradients arc the adiabutic prnJicnts of saturated air.
Table III shows how closely the theoretiuU gradients for saturated air agree with the most
fréquent Kradleats ahown in TaUe IL

Table IIL

The Mean TempcFatures at St Louis and the Theoretica] Adbûaaûc Gradienta

for Saturated Air.

nghts

«— 1 km

1— I

Temperatorea

7.0 «C.

— i3.6»C

Gndeats for

[

•57

Jil Ferrel

Satnrated Air

[ -56

.S6

.84 Netthoir

The frequency of adiabatic gradients for dry air (0.9—1.1 » C.) diminish rapidly with
increasing tiigbt to 3 km and none were observed between 3—4 km, a result which agrees well
with that derived from several hundred late-fights at Blue HOL Above 4 km the frequency
of the adiabatic gradients of dry air increases again and from 7—9 km is equal to that of
saturated ;iir. Fruim ^5- 11 km the adiahatic gradients for dry and for saturated air appmximatfly
cuincidc and show u decided maximum of frequency over other giudicnts. Above 11 km, a
sndden Change takes place with the appearance of frequent inverted gradients. Prom 13—15 km
inverted pfradients and frradients of ver>' slight fall 0.0 0.3 " C.) are found in 10 out of 13 cases,
that is about 80 per cent of the time. No adiabatic gradient was observed at this bight Inverted
gradients, tbrou^ a thidcness of SOO meten, showed a ««¥fmiim frequency near the ground,
then rapidly diminished and none were observed from 3— 8 kn, bttt abOVe 8 km they increased
rapidly to a maximum at the highest point reached.

It is interesting to note that tiie two zones of nuudmtnn frequency of clouds, the
cumulus and the ciiTUS, are at the tops of the zorie-^ of maximum frevjueney of the adiabatic
gradients of dry air. The frequency with whicii clouds were found at each level at Blue
HDl is as follows for the 400 meters ending at Che bights given:

nights in î:m

1-1

1 0

1 1

1 2

1 S

Frequency of Clouds

7»

•5

.«

The air itself is so transparent as to be but little heated by direct insolation, .\diabatic
gradients usually happen in two ways; [Ij by the heating of the air in contact with the
warm ground, or (2) by the flowing of cold air from a northern latitude over warmer air, or
over air in contact with warTner ground or water, until the adiabatic f!T^dient is rcarhed,
when overturning takes place. The adiabatic gradients below 2 km result from both causes,
but probably mainly from heathig of the earth's surface daring the day by insdation. This
latter eause is, however, absent at the hijjhl of 7 tii 11 km. so that the adiabatic gradients of
dry air found there probably arise from the overflow of air from a colder rci^ion. This

Digitized by Google

H. H. CiBytOB.

coDdiision appears to be borae out by tbe obsefred motion of the doucte atBlae IM. There

is in the eastern United States a maximum frequcnry of rurrcnts from the WNW and NW
between 1 and 3 km, then a sudden decrease in these currents and an increase in cuirents
from W5W between 3 and 7 km, followed by anoäier nuudmnm of WNW and NW oiimmts
bL-twecn 7 and 10 km and then a second maximum of currents from W above 10 km. (See
Annals of tbe Astronomical Observatoiy of Hanrard College VoLXLU, Part II, Table XXXVI,
P. 254.) In the United States, currents from NW and WNW brin? low ten^peratures and
currents from WSW and SW bring higher temperatures. The fiequency of the cloud
movements at Blue Ilill from different directions between NW and SW, expressed in percen-
tages, is shown in Table IV.

Table iV.

Frequencies of Currents from Different Directions at Different Levels, in Percentages.

fU^litt IB kni

Uluc Hill, Summer

Blue Hill, Winter

WNW

WSW 1

Ca««»

WNW

WSW

0—1

18 1

.9 1

I So

«SI

3-S

s-r

3«

30 ;

7— lo

i6 1

i6l

3»

17Ö

over lo

7 1

Rettuning to Table I, it is seen, that tbe most rapid decrease of temperature from 0
to 4 km occurs hi' summer. Prom 4 to 8 km the most rapid decrease is found In winter.

From 8 to U km it is found in summer and from U to 14 Ian it is foimd in autimin, showing
in these upper levels a gradual shifting from winter to autumn. This result is in substantial
accord with the results derived by Dr. Hann from the observations of Teisserenc de Bort,
as is shown in TaUe V.

Table V.

Temperature Differences Derived from 581 Ballon-sonde Flights trom Paris.

Winter

Spring

Autumn

Year

1—3 km

7.8 » C.

laS « C.

10. 1 • C.

8.6 » C.

9.33 » c

3—5

1 1.6

"•9

II.O

II.Z

1142

5-7

13.8

13.0

»3.4

IJ.50

7-9

13.8

14.0

15.6

15.0

14J60

9— II

«4»

".J

■9A

iOiA>

Here tbe greatest gradient from 1 to 5 km is found in spring, from 5—7 km in winter,
from 7—9 km in summer and from 9— U km in antumn.

At Berlin the vertical temperature gradients from 0—4 Ion are greatest in sommer,
as shown by Table VI.

Digitized by Google

of tke ObMfmteiH <rtitiiiiiedlqr«l>e Hue Hill Obaemtory wUh 1

tatSt.Loaii, 39

Table VI.

Vertical Decrease of I cmperature per lUU m. trom 75 Balloon Ascents at Rerlin.

Winter

Spring

Saauoer

Avtoaia

o— I km

^ • C

-49 «C.

.71 • C

^ 0 c.

1 — 2

•43

2—i

•56

J6o

•53

■49

3-4

•5»

.50

At Blue HUl the steepest gnuSkat near the gromid from 0—5 km i» found In Mardi.
But from 0l5 km CO 3 km it is found in summer, as shown bj Table Vn.

TaUe VIL

Vfitira! Decrca.sc- of Tcmpcnituix" per ir/"i m fnim 2(Vî kite-flights at Blue Hill, U.S. A.',

Higbu Id km

Jan.

Feb.

Mar.

Apr.

May

Jun.

Jul.

Aug.

Sept.

Oct

Not.

Dec.

0.0 — 0.2

.09

.12

.20

.18

.26

.19

.06

+.10

■f .og

.07

.02

0.0 — 0.5

• 39

•37

•33

-39

•32

.16

.18

as — ijo

■36

•44

•52

.48

•52

.61

■55

• 52

•57

.46

1.0-^.0

3«

■31

•31

•59

.61

.60

.48

.44

■36

•35

• 30

a.0— 3.0

-46

-4t

■40

•44

•51

•54

■52

■ 51

•40

•41

The equations which give the harmonic sine curves of the observed values at Blue
WH, are as foOows:

Harmonic Vntue?;

0.0 — 0.2 km
ojo-^S „

0.5—1.0 „
1.0-3.0 „

l.O-iX) „

o.li + .155 sin.
0.3i-f.oS8 „

0.$T + .063 „

042 + .150 „
0-»8 + .075

045 -L iu „

(7 • + X)
(34< • + X)
(250« -fx)
(285''-f-x)
I -'6.-1 • 4- x)
(277 • + X)

Dates of Maxinw
Apr. 9
Way 6
Aug. 6
July 2
July 27
Jaly 10

The epoch is taken as the middle of January.

These equations show that the maximiun rate of decrease of temperature near the

ground occurs in spring, while from 0.-5 km to 3.0 km it occurs in summer. If the results for
the interval 0 to 0.3 km be sepiu^ted into two parts, night and day, it is seen that the rapid
rate (rf decrease daring die spring is chiefly due to the nig^t observations. At night the
temperature usuidly im rease.s with increase of hight up to a bight of about ôOO meters, owing to
the chilling of the ground by radiation. This contrast of temperature between the earth and air
is most marked in antunm and least in spring. As tiie night and day gradients have opposite
signs, the two nearly neutralize each other in autimin, so that (he mean gradient is almost
zero. This effect is less marked in the spring when the night gradient is least, so that the
mean of night and day in the lower air then becomes greatest However the day gradient
talten akme is greatest in summer, when insolation is greatest

^ The plus sign indicatiw «a ineiwM of tempaatnr« «Üh iRCfette of Ught Aa abNnce of tiga
a dMiMM of teBpenton with ineneaae of 1

Digitized by Google

H. H. Cl»yt«n.

The oootnst between the night and day gndtents is shown by the equations as

fallows:

Night 0—0.5 km . . . +o.i7*C + 'iOï sin. (199* + x)
Day o-as »... -0.79,, +.117 „ (307« + x)

The ptos means an increase of tempeiatore with hlght and tiie minus sign a

decrease of temperature with hight. The équation?; show thnt nt night the least rate of in-
crease of temperature occurs on March 28, while by day the most rapid rate of decrease of
temperature oocnrs aSwnt June 9.

The rontrolling causes of the gradients which these facts suggest are. 1 the control-
ling factor in the gradients near the ground is radiation; 2. the controlling factor in gradients
from 0.5 to 3 km is heatlo^ of the ground by faisolatton« The air, heated by day by contiut
with the grounJ, rises to bights of 2 or 3 kilometers, cooUng adiabatically. This factor is
greatest in suttuner when insolation is greatest; 3. the controlling factor in gradients above
3 Itm is cydonic This effect readies a maximum in the levels 3^ km in winter when tite
hights of cyclones, tut indteated hy the hiatus uf the cirrus clouds, arc lowest, and is felt at
greater hights in summer and autumn when the cirrus clouds rise to higher levels.

A comparison of the vertical temperature gradients at St. Louis with those at other
phtoes is found in Table VUL

Table VIII.

Vertief Gradients of Temperature per 100 meters at Different Places.')

Hights in Kilometers.

1—1

»-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

a— 9

g — 10

10—11

11—12

11— «Î

i3-!4

14—15

St. l.iv-:i-s . . .

-.48

—.43

—.49

—.66

—•77

-.87

-69

-.67

-S3

—.43

—.36

—.19

llluc Hilt . . .

.47

-.56

Paris ....

—.18

-.46

—•47

— S4

—.60

-.65

— 71

—•7»

— 73

-58

-•39

—.1*

+.08

Berlin ....

-so

—SO

-54

—•S3

-.64

-.69

—.66

—.70

-.81

-.63

--.41

-•«s

+■•»

WesteraEurope

— .21

—•44

—.50

— $7

-.63

—.68

-.ro

—.71

—.7'

- -63

HtfSCDW • . a

-..10

—.3?

—•S»

—.61

—.71

-Ml

—At

— .»«

_86

This table shows the remarkable similarity' found in the vertical gradient of temperature
in Europe and America. At every station the gradient increases up to a hight ot between
7 and 9 km and then decrease;; a^ain. Above 12 km in Surope and 14 km in America» a
marked inversion of temperature occurs.

' The (gradient for Blue Hill is derive.! irom 266 kite-flights in 1S94 — 1903. See Annals of ..The
Astronomical Observatory of Harvard College Vul. LVUI — Part I", p. 47, Cambridge 1904. The gradient for
Puis is derived from j8i ballon-sonde nights. 1898 — 1903, See nO"*'''^^ Conf«!rence de la Commi.<uion
iaternetional pow l'a^roatation acientifiqiie", St. Petersboic, 1905. Tbe sndient for Berlin is derived from
7S lUglite of fflanaed beHooak up to 10 kUenetera and firm the the reeetda of 6 belloa'.eoiMlc W^utt above
that Mgbt See „WssensdiaftUche Luftfahrten, Band HI", p. 73, Berlin 1900. The gradient for Western Europe
is derived from 160 international ballon-sonde (lights made from Paris, Strassburg, Berlin and Vienna; see
,,ÜLicr die Tcrniicr.iturabnahrnc :nit der Höhe bis lo km nach den lirgctmis.scn der internationalen Ballon-
autsltcge '. vuii J. Hann, Vienna, 1904. The gradient for Moscow is derived from 31 ballon-sonde flights between
Jan. 17 and April 4. 1901. See „Rapport sur let imcen de bBnoii»«mdea falu ea tOaaief pv Allred ds Qaerryn,
Obaemtoire de M^téomik^e Dyiûimïqiie.

Digitized by Google

it binante or Os OtaMnttkmobldaed by «te Bins HiNObasmloiy with Bd^ 41

Tho températures at dttterent hlghta.

In Table IX are given the normal temperatures fnt January' and July and for the
seasons at di^rent levels above St. Loois. It was obtained by adding to the normal tem-
peratures at St Lods the mean differences between tlie temperature at the ground and at
the jrivtn level. This method of getting normals at a point where there is a short series of
ob.servntion, by comparing it with an adjacent point where there is a long series of observation,
is much more accurate than to determine the mean directly from the observations.

Table IX.

Normal Temperatures at St. Louis at Different Hights.

Hight
Im

Ju.

July

Wiatcr

Spriqg

A«tlllBll

Yew

Ground

— 0.8«C

l6.o*C

ou9»C

24.9*C

I3.8»C

—2.4

19.8

-0.7

18.7

9 5

9-1

-4-6

12.1

—2.8

II. 1

6.5

-M

—6.6

6j6

1.9

0-5

—«33

2.8

-ii.S

' —2.9

—44

— 20.0

—2.4

-18.3

—34

—8.8

— 10.3

-25-9

—8.8

—24.2

—9-9

—16.1

—169

—34-6

-16.5

-32.8

—17-5

—22.9

-24.5

—43-9

-«53

- 42.1

-26.3

—30.9

—332

—49.0

-33.3

-47.2

—34-4

-38.S

—40.1

~5}.3

—41.8

-51.6

—42.9

—45.7

—46.8

' 11

— S&i

-40-S

-S&3

—50-5

— 5S.O

-593

—54-9

-57.5

—560

-55-2

-56.3

—60.3

— 57-9

-58.5

—58-9

—59.0

-58.8

«4

-63.5

-548

-61.7

—55-9

— 64.6

-6a8

— 64.2

—50.2

—62.4

—51.3

-€3.6

—59-2

By subtracting: the mean temperaturp of Jnnuary from that of July .ir approximately
correct measure of the amiuiil t iuigc uf tcnipcralure may be ubuuned at each kilometer. These
ranges are given ia Table X and are compared with the difference in temperature between
the coldest and wannest month fwuid for different bights above Paris, Berlin and Bine Hill.

TWHe X.

Annual Ranges of Temperature at Different I lights.

Ground

I km

»4

ScLouis . .

a6».8C

22*.2

ie».7

10». I

I6«.i

17«.6

I J". I

tS'.i

i8*.6

I5*.6

ii».5

8*6

4«'.4

8».7

Farit ....

137

147

«35

13.0

•3.6

»3-7

144

14. 1

13-7

12.3

lO.I

9.2

9.1*

Blue Hill . .

25-4

23.9

21.9

21.0

Berlin . . .

ao.i

14-3

n.8

14 2

The results for Paris are from the ..Mémoires de la Quatrième Conférence de la Com-
nôssiOD littemational ponr l'Aärostadon sdcntifiqiœ*', St. Petcnbuig, 29. ao6t — 3. sept 1904^
The reaulCB for Blue Hill ace derived from the „Annais of ibe Astronomical Obaervatoiy of

Digitized by Google

H. H. CUytoii.

Ibrvaid Cbllcge", VoL LVm, Fart L The results for Berlîii are from HEiKebniaw ^ Ar-
beiten am Aeronautischen Observatorium", 1903 and 1904.

St. Louis being near the center of a large cootinent, the annual range of temperature
near fhe ground Is large, but ae range dlmfaiislics rapidly with increase of hig^ and at a
hight of 2 kilometers is but little preatcr than that of Paris. The range reaches a minimum
at a hight of about 3 km, then increases and reaches a second maximum at a hight of 7 to
8 km. Above 8 km the range dimimsbes rapidly and becomes very small between 12 and
13 km. At this hight the temperature is nearly a.s low in summer as in winter. Above 13 km
the range appears to increase again. The changes in the ranges at Paris arc almost parallel
to those at St Lotds. The maxinnun range is at one kflometer, then there is a decrease to
3 km, f<illinv( J by jin int re;ise lo a maximum at 6 to 7 km, and a decided minimum at 12 km.
Boüi at Sl Louis and at Paris the minimum range is found at the bottom of the high stratum
wlMre tbe inverted temperature gradient occurs.

At Blue Hill and Berlin a maximum range is found near the groond and the range
then diminishes to a hight of about 3 km, but observations are lacking at higher levels. In
Table X, the ranges at Berlin were derived from the records obtained with kites. The monthly
means from the baUo<»i observations are not accessible, but, if the difference between tfie
temperatures of winter nnd summer is taken, the same chararteristies are shown. The same
characteristics are also found in the difference between simmier and winter in the inter-
national balloon records woriced up by Dr. Hann as shown in Table XI. Tbe seasonal dif-
ferences were not woifced vp for Mglits ezoeedbg 4 km.

Table XL

Differences between the Mean Temperatures of Summer and Winter.

Case*

Hights in Kilometers

E«(h

i8«.iC

IO*4

»»••7

Westen Europe ....

IS9

f6.8

13.2

«7

8.«»

The observations at Berlin were with manned balloons, 1891—1898. The observations
in Western Enrope were horn the interaatlonat balloon flights (See J. Kann, „Ober die Te»-
peraturabnahme ndt der HAie bis 10 km nach den Ergebnissen der internationalen Ballon^

aufstieg").

In Table Xn the nonnal temperatures at diftierent l^hts above Sl Louis are compared

^vi^h tlie temperatures found for other places. The stations are arranged in the order of
longitude from west to east The temperatures above St. Louis are higher than those at other
places, probably due to dUFerence in latitude. In order to correct for this difference and
facilitate comparison, the initial temperature at 2 km is made the same for each station and
the difference between this initial temperattire and the obsei^ ed temperature at the station
is applied as a constant correction to the temperatures at other bights at the given station.
The temperature at 2 km is taken as the initial p<»nt instead of at I km because the diurnal
effect and other terrestrial influences are less at 2 km than at 1 km. In this way Table XHI
Wîvs constructed. This table shows that, when the temperatures are corrected for the con-
stant differences due to the different poaitimis of the stations, die températures at all faifl^
are remarkably similar up to 11 km. Above that hight die tempetMures at StLouts are
relatively lower than at Paris and Berlin.

Digitized by Google

A Dlicmrion of the Observmtiam obtaiasd liy tte BhM HiH Otaemtory with Bullon^iwidei tt St Lonii. 43

Table XH.

Tcmpenitures at Different Longitudes iuiU Higlits. ')

Hlihtt

in km

St. Louis
j«' N
yo* 19' W

Blue Hill

fj" If- X
|i* W

Paris

B* SO* E

Berlin (1)
it' 30' N

Berlin (i>

s>" y' N
u* n' B

Moscow
ss'4<>- N

9.1 "C

45'C

54«C

4.3»C

— 7-3'C

4.8

0.3

0.7

O-S

—0.1

—9.5

o.s

—4-5

—4.0

— S<o

—3.8

— 13.R

— 4^

— lai

—9.4

— lObJ

— 19.0

— 10.3

-1S.4

—I«.«

—

-24-5

— 16.9

21 Q

JQ g

—24.5

—29.0

—30.2

—36.2

—33»

— 3&a

—574

—

— 40,1

-435

—46.4

—49-7

-46.8

— 49.Î

—52.7

—57.7

— 52.0

— S4-0

-56.8

-56.3

— S5 2

-58.3

—58.8

—54-4

—57 I

— Ö0.8

—$4.1

— S9.2

Table Xtll.

Temperatures at Different Longitudes and IH>;1Us ~ CorrcclcJ by AJding or Subtiartiiig
Consumt Differences to Eadi Higbt so that the Temperatures at 2 km will be the Same

for Each Place.

Hights
in km

St. Louis

Blue HUl

Paiii

Berlin
(»)

Berlin
(3)

Moscow ~

S.qoC

4.9» c

S-3«C

2.9« C

0.7

-36

—4.1

—4.0

—4.8

-3.6

-•.s

-9.7

-9.4

— lai

-«.8

—14.4

-1 5-4

—16.4

—14.3

— 21.0

—21.9

—24.0

—20.6

—29.0

^30A

— «O.«

-37-3

— 36.2

—37-4

—44-2

-435

--46.2

—Î9-J

—50.9

-49.3

-52.5

-47.5

-56-1

—54«

—56.6

—60.4

—SS»

-58..

— 62.9

—54.4

-56.9

—64.9

—54.1

^3.3

^ The tempentnrea at St Louis were derived fron 23 twHoMonde iscents at St Loois darii^ 1904
and 1905. The lenperatnra at Blue HSI were derived from >66 kHO'fl^to from 1894 to igoj. The tea-
peraturr?: at Priris ucrr (!rrivcfl from ;8i balkHMondo iigfat* aiado hj TalMiiriinf do Bart. Tie tam pe i atfee

Biiutgc lur Pbj-iilc dci freiea Auiui>>liir«. U. 7

Digitized by Google

H. H. Cliytoa.

The temperature in Cyclones and Anticyclones.

The relation between the pressure and the temperature may be compared by averaging
the temperature in rdation to pressure» or by averagfng the temperature in relation to the
centers of maximum a.ncl minimum pressure.

Both methods of comparison arc given below. In determining the relation of tempera-
tore to pnaaart, or in detemiiniD? the distribution of temperature in areas of h^ and low

pressure, one of the greatosl diffieultics and most frequent source of error lies in the fact
that there exists a veiy large annual period of change in the temperature, but no such great
change in the pressure. Hence, if any true relattonSbip is to be found the effect of tiie seaMuil
change of tempeiature must be carefolly avoided. At St. Louis the records were obtained in
several series of flights, each series occupying only a small portion of a year. By considering
the relation of temperature to pressure for each of these scries sefKu^tcly the seasonal change
of temperature may be diminftted. Jn the January series there were rci-ords nn fire äays, in
the July series there were records on seven days and in the November-December scries there
were records on seven days. The three flights in September were too tew and too scattered to
form a series. In oomparing the temperature with the pressure, the observations were divided
into tw'o classes in each series. In one, the sea-level pressure was above the moan of the series;
in the other, it was bdow. Averages were <^biatned and the results are shown in Table XIV.

Table XIV.

Temperature at Different Levels Classified in Accordance with Sea-Level Pressure.

Avcr.igc

Avenge Ten

• c.

Press ar«

(iruund

I km

3 1 4 1 5

•

January

A 78«^

-S4..o|

B 7«94

— lasl — is.rl -««.5

July

A 764.3

36.0

7.4 1 M 1 -2.1

—50.3

B J60.6

3f..5

M 1 Ml -M

-4«*

November

A 7<9.>

—».9 1 -8.3 1 —14.6

— »a.J

-s>.>

-47.7

-SOS

-St.»

1 ^:

\ r.

— a.o 1 —6.8 I —1.14

—20.')

—47.7

—SM

A s Above mean. B =

= Rolow

mean.

It is seen from this table that at cverv- level in the atmosphere the temperature was
higher when the pressure was below the mean.

b Gompai^ tlie ten^wrature at different levels widi the poaitioa of the centers of
hiffh and low pressure, it is found that in each of the series of flights, the central area of an
anticyclone passed over St. Louis and in each case the temperature at all levels fell imtil
St Louis was wen within the area of the anticyclone.

TI1Î8 18 dM>wn by fhs observations in Table XV.

(No. 1) Brrliii urra dcrivfd from tliu nliservations in manned I alliTins up t'l 10 kilometers (75 cases) and
from the records o( baJlon-sondcs from 10 Co ij kitometcni (6 casc&^. The temperatures (Nr. a) at Berlin were
derived from several hundred icite-tiights during 1903 and 1904. The (empentum at Mmcow were derived
ftofB a ballcMi-Mnde Mceitts fron Uncow daring Jan., Feb. and March 1901.

Digitized by Google

ADtaaurioBofthtObwrvatiMiiebtaiiiedbytliellliielflllC^^ 45

TM» XV.

Rdatûni cf the Temperatiure at Different Levels to the Hme of PUsiige of Cenmil

Areas oi Anticyclones.

Date

Pressure

Teaparatoi«

Ii- ij.

■ I

1904

MdV. 21

763.8

iS».8

io».8

S**

0«.4

-4».4

— II».6

— 19".6

— 20».8

— .

—

764. (

8.6

6.0

4.«

»s

7704

6.1

—3.9

—8.9

-•7.3

— »4.7

-31.8

—397

—47-3

-$3.8

77«7

S.J

-7.8

— 13.0

—30.0

—»73

—38.0

-48.1

-58.3

190J

Jan. M

770.9

— 3.J

—57

—6.8

— 13. 1

-17.8

—35.9

-30.S

— }■■)

-48.8

—5 1.0

»5

784.6

— I II

■-i7

-17.9

-33.S

—39.8

—33 3

— 40.(1

- Sü.i

—54.8

54-0

77*.»

-J.6

-6.7

-7.8

— 10.6

— 16.6

— 35.0

—34.9

— 4S 7

—56.8

*»

7«t»

»•5

— 3.3

— S-a

— S.9

— 12.4

-19.1

July 32

760.0

17. 3

30.8

«3S

7..

3.8

— *3

-8.9

—«74

—37.8

-37-7

—43 7

-4M

«3

763.0

«5.0

17-3

103

4.3

—3.3

— 10.3

-183

-35.8

-33.6

76S.0

24 0

i(> 7

8.3

7 «

1.8

—3 4

—9.9

—18.8

—27.4

-3$ 3

-44 7

•5

7«M

24.7

16.3

6.7

3.8

— 3.1

—6.4

— •33

—30.9

—305

—40.4

Anticyclones passed centrally over St Louis, an shown by the weather map, on the
cveolDg of Nov. 26k on the evemn? of Jan. 25 and on tiie morning of July 2S. The anticydone

of Jan. 25 was one of exceptional magnitude aiitl the central pressure unusually hi>^b.

The observations recorded in Table XV were obtained on each date in the evening
after sunset, aboot the time of tiie evening observation of the United Statra Weatho- Boreon.

Table XV shows that in November the lowest temperature up to 8 km was foond on
Nov. 25, somewhat in Mlvance of the center of maximum pressure, while above 8 km the
lowest tcmpentore coincided with the time of maximum pressure. In January the lowest
temperatniie ww found on the date of maximum pressure up to 5 km, above which the lowest
temperatures were found on Jan. 26 in the rear of the anticyclone. Unfortunately the obser-
vations on Jan. 24, the day preceeding the date of maximum presbure, are missing. The lowest
temperatures at any level yet recorded at St. Louis, includh^ all the observations» were foimd
xvithin this area of exceptionally high pressure. In July the lowest temperatures were found
on July 24, slightly in advance of the center of maximum pressure. At 7 p. of July 25^ the
center of mazfannm pressore had already passed some distance to the east of Sc. Louis and
die température at all levels was rising rapidly.

Otuing the July series of ascents a small area of low pressure passed very near
St Louis on the evenh^ of July 20^ and was followed by die area of h^ pressure wMcta
passed over St. Louis on July 25. The isobars at the time of the evening observations of the
United States Weather Bureau are shown on the accompanying maps for these two dates»
Kg. 1 and Fig. 2.

The temperatores at different levels above St.Lottls are diown in Table XVt

Digitized by Google

H. H. Clayton,

Table XVI.

Temperatures at St, Louis in Cyclone of July 20 and Anticyclone of July 25,

1905

Grouad

1 km

•

July 20. Cyekac . . .

M«.9C

il*,o

7»,6

2»I

Jabf 2$. AntiqrdoiM . .

24-7

18.«

»8

6.7

a.8

—8.1

-&4

These observations show tbat notwiÜlStanding the fact that St LouLs on July 20 was
on the north side of the cyclone renter, and hence in the coldest quadrant in the lowi i air,
the mean temperature averaged higher in the cyclone than in the following antic3'clone up to
a higrlit of at least 4 km, abore iridcb the obsenratioiis oa July 20 were kwt.

fn order to enmhtne all the ohscrvritinns, for the study of the distribution of tempc
rature in the different quadrants of cyclones and anticyclones, the annual period was eliminated
from the temperatm« observations by determinli^ the normal temperature at each bight and

subtraetinu these normnis from the observed tc-mperature in eneh rase. Tin- nieUiccJ of ob-
taining the normals is described in obtaining Table IX in wliich are given the normal tempera-
tures for janunry and July at the different bights. The normal temperatures for the November-
December series of flights were (ibiained by interpolating betweun tlie normal te mpératures
given for autumn in Table IX and the normal temperatures for January. The departures from
die normal temperatures in each series of flights was then dassiSed according to their
position in the four quad) m X, E, S and W and the centrai areas of cyclones :md anti-
cyclones and were averaged. The central area was talcen as the area inclosed within the
highest or lowest isobar, respectively. The average results and the number of cases are given
In Table XVH.

Table XVIZ.

Departures from Nonnal Temperature<; at Different l evels Classified In Accordance witb

Position in Cyclones and Anticyclones.

Gnnml

I km

Cases

Aati-CydeoM.

Center

Quadnnts

-5'.8C

— 6».o

_7».8

-S-.fi

-**.(>

-4».7

— a*.i

-l»4

-o».9

-••■5

-f-2-4

+••5

+-3

4-1.4

—OA

— O.Î

-I- 0,1

■jl.4

-f-ï.6

-f-1.8

4-2.7

+0.1

— J.o

— 1.9

— 1.4

— 1.2

— Ï.0

— 9 0

— 12,9

~i.a

~a.4

-3.6

—0.8

~«7

-..8

-..9

-,.6

-2.1

— 3.0

—1.0

— cy

-J.O

-4-4

0.«

—0.3

-O.S

-I.J

—0.9

—3-9

—6.0

-3.«»

Cyckmea.

Center

4-1.0

+«■3

— <-3

— :.6

— 2.1

— 2.6

—0.9

- a 3

- 4.4 1 - 0.9

—14

0
3

-60

+09

4-0.6

4-1.0

+ys

43.7

4-5-6 -1 1.8

4-I-8

-1-3. 1

4-^5

M.I

4-J.8

4-3. y

+4-1 , +ys

+< s

4-1.8

+^•3

+»■5

4-Ï.6

+2.4

4-3 -o

f-4 I

4-4.»

4-5.1

- 1 -

Quadrants

These results are plotted in Fi^un» 3 for three Ifvel«, namely: S km, 4 km :md the
groimd (167 metres). This tigure shows that at 8 km the greatest minus departure from normal
temperature is found in Hie nortfaera quadrant of antîcyclcmes while the greatest plus departure
is found in the northeni qaaidbaat of cydonea. Ac 4 icm the greatest mbuis departure is in

Digitized by Google

A IMKUMkw of t!ie Obiemtiow otwdaed bj ttm Blue ICtI Obauviitoiy with BBllooMoml» •! St. Louis 47

the central area of tbs nttticydtone and tiie greatest plus departures la the S and C quadrants

of the cjrtone. At thi,- pruurul tin- ^'ifr!t<'S( minu-, Jfp;iilui'c>, arc in the nntial lU'ra i-f tht"
anticyclone and the northern quaUraat of the cyclone. The greatest plus departure is in the £
quadrant of tlie cydone.

The movement of the atmosphere at different hights in cyclones and anticyclones as
found from tbe cloud and wind observations at Blue Hill Observatory is given in Figure 4.
The movciDent at the Mght of 8 Itra Is derived from the movements of drrus and drro-stmtus
clouds. The movement at 4 km is derived from the movements of aUo cumiüus and altu stratus
clouds, and the circulation at the earth is derived from the records of the winds on Blue Hill.
(See Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, Vol. XXX, Pait IV. 1896.)
This movement of the air in and above cyclones and jmticyclones in the United States is con-
firmed by the studies of Prüf. 1*. H. Bigelow. [See Report of the Chief of the Weather BurCBIIi
1890—1899, VoLJI, charts 15a, 15b, and 15c, p.43Û, 1900.)

hl die dims region the atmosphere is deflected about an area iHiich lies between and
to the northward of the renters of high and low pressure. This is marked LOW in Ficrtire 4.
In the alto-cumulus level (4 km) the area about which the deflection takes place is beetween
and to the northward of the centers of high and low presstu«, but as compered with the
dqiression at )^ km, is displar« d somewhat toward the center of low pressure at the earth.

By comparing the charts of temperature and wind movement, it is seen that over
the larger part of the sea-level antlcydone and in the rear of tbe sea-levd cydone at 8 km
and at 4 km where the air mrrents have a component of motion from the north the ttmpera
ture is below normal, but in the N, E and S quadrants of the cyclone above which the air
currents have a component of motion from the south tbe temperature is above normal.

The fact that at 8 km the lowest temperature is found in the northern quadrant of
the anticyclone, while at 4 km and at the ground the lowest temperature is found in the
central area and in advance of the anticyclone suggests the conclusion that the cold stream of
air from the northwest in the upper air, being denser and heavier than ordinary idr, sinks
downward as it moves southward and flow outward at the earth's surface in an anticyclonic
circulation. In sinking the air heats adiabaticaily, but, since it is also progressing southward
tiiiile siidcing', it contbuiaOy arrives in latitudes where it is colder than the surrounding air.

For example, the decrease of température from the ground tn 8 km on jnn. 26 when St. f .nuis
was in the northern quadrant ot an anticyclone, wiis 5>i'.2 C. Ihc adiabatic rate ol change
of temperature for dry air according to Ferrel is about 0*.98 C per hundred meters; conse-
quently air descending from 8 km would warm 78*.4 C. That is, nir descending vertically on
Jan. 26 would have been 25''.2 C warmer than the air found at the ground. It is probiUjle that
the air found near the ground at St. Louis began to descend at a high northern latitude, where
the normal temperature, due to latitude, was as much as 25*.0 C luwcr than at St. Louis,
iiy consulting a map of isothenns, it is found that this wotdd be at the latitude of about 60° N.
The air which reaches die earth near the southern boundatr of die United Stales would be
air which began to descend from 8 km near the northern botmdary of the United States.
The air which reaches the earth in the central area of an anticyclone and begins to flow
northward in the west and north quadrants is moving into regions which are normally colder
than those from which they come, and, hence, these quadrants oî the anticyclone show tem-
perature dcprtjtures above normal at the earth s ■surface. There is also a southerly component
in the west quadrant at a hight of 4 km and m part at 8 km, although it is not shown at
8 km by dh,« observations at Blvt IfflU, owing t» the absence of observation in the outer area
on the westerly side <tf the anticyclooe. In the cydone the air at 4 km and at 8 loB is probably

H. H. Clajton,

coming from a far southern latitude. It is ri^gp coolinjç adiabatically and precipitating its
moisttire, but as it is progressing into latitudes which are normally colder than that from
which it comes, it continues warmer than the surroaoding air; so that the quadrants of the
t^done within which the compoiieots €tt motion from the south are found show températures
above normal.

According to this conception of the formation of cyclones and anticyclones, the large
circulation in the upper air is the primar)' drcolation and the anticylones and cyclones at the
earth's surface are secondary eddies. The anticyclnne is found in the renr of the depression
in the upper air where there is a northerly current which flows downward through the
aoticydone and wliidi tends to carry the anticyclone southward widi It. On tfie other hud
the surface cyclone is an eddy found in the front of the upper air depression where warm
southerly winds prevail. These currents have an upward component of motion and are fed
by (be surface cydone, whidi, drifting with the upper current, has a component of motion
more toward the north than the anticyclono. The surfiu e i yi lont and antic yclone may hence
drift with a veloci^ and a direction quite diffa'cnt from the general drift of the upper air
and be replaced by new antfcydones and cydones which form In the proper place beneath
the upper air circulation, as the prcceeding eddies disf^ipatt-.

This view of the anticydooe is not inconsistent with the view that the low temperature
of the air at the ground and die hmrsised pressure is in part due to surface radiation at tiie
place of observation. Indeed Ott cooBng by radiation from the surface of the earth and from
the air must be the chief cause of the anticyclones over the cold poles of the continents.

In order to compare the distribution of temperature in cyclones and anticyclones at
St. Louis with that found in Europe, Table XVIli has been prepared from the results pub-
lished by M. Teisserenc dc Rort in the ..Mémoires du Cnngrcs Tnttrnational de Météorolog^ie"
Sept. 10—16, 1900. In this tabic the quadrants are arranged to agree with that of Table XVII
and mean h^ts are given instead of the intervals 0— 2S0O meters, 2900— SOOO - meters,
5000 -7,500 metres ,nnd 7500— 100(X1 meters as in the original tables. Table XVHT shows that
in winter the departing from the mean in cyclones and anticyclones over Taris differ in no
important particalar from those at St Louis, except that the center of the «nticydoa« is found
warmer than normal at 1.5 km and 3.75 km and the cast quadrant of the antiicydone is found
warmer than normal instead of the west quadrant.

The distribution of temperature in cydones and anticyclones at Paris in spring is
entirely different from anything )'et found at St. Louis and the reason is nut apparent. The
observations now in progress at SL Lotiis will permit a more direct comparison to be made.

Table XVIII.

Temperature in Cyclones and Anticv^

Wioier

Temperatures

Departures from Mean

■ .yi km

Aatlcycione*

Center

- rro C

— 7».2

+5*.J

E, SE

— i,0

—13.0

^7-5

—0.6

-0-5

-iA

Quadrants .

S. sw

—I.I

-13.«

—47^

+0.3

— I.l

—4-1

NW, \V

~o.9

— 134

—37-4

+0,5

-0.9

+6.3

, S

-J.6

— 12.1

-48.5

— 2.2

-4.8

Digitized by Google

A DtacniäoBoftiMObMWTCtiOM obtained by Che Bliie »II OliwH^^ 49

Winter

Winds from

TcKlficrriturcs

1 )f ii;irlutcs iVt'in

1.50 km

■ . ., k„-

Cydones
Center . . .

—2.1

—11.9

-38.0

—07

+0.6

+ 57

-S3

—16.8

-407

—39

—43

—6.0

Qnednnts

N
E

NE
E. SE, S

-3.8

+2.8

-177
— lo.s

-41.1

—2.4
+4.2

— S.2

+2.0

+ 2.6

W. SW

-35-0

+4.5

+4.«

+8.7

Xeea . .

-14

-i».S

-43.7

Aadqrcloaee

Spring

Cellier ■ .

H-«-3 I

—9.0

—42. s

+0.5

+ 1-9

+ 1.2

E, SE

+43

-9.«

-42.4

+ 3.S

+ 1.1

f«.3

(Quadrants .

s, SW

+ 27

-5-9

—37-7

+ 1.9

f 50

+6.0

NW. W

+ 3.3

—6.9

■ -41.7

+ 2.5

-+•4.0

+2.0

+ 1.6

—9.2

-41.7

+0.8

+ 17

+aj>

Cyclones

Center

—4.5

->7-4

—494

- 51

-6.5

-57

QmulmitB .

+ 1.6

— 11.5

- 49.0

+0.8

- 0.6

—5-3

E, SES

—3«

—12.7

-43-0

-4-7

—1.8

+0.7

W, SW

+0.7

— IS-J

-4&5

—0.1

—4-4

—3.8

Meen . .

» 4-

+a8

—tù4t

^3-7

Note added May 15.

SSaca Che foregoîni; artide was sent to che publisher, a iKscusfitoa by Professor

F. H. Bindow of the distributiDn of temperature in cyclones and ;inticycloncs has app* ared
in tbc United States Weather Review, VoL XXXIV, No. 1, p. 9, 1906. In this artide, the
dUKribution of temperatare in cyclones and anticyclones at Bitie Hill, Haid and Berlin is given,
and it adds considerable additional data for comparison to that given here. As 1 pointed out
in a preceeding articie in the Beitrage, Band I, Heft 3» page 106, „Thc results of all tbe
investigBtors agree in showing that die liighest temperatures at all hights widiin an area of
low pressure are in advance of the barometric minimum and the lowest in the rear; while
in the area of high pressure the lowest temperature is in advance of the barometric maximum
and the highest in the rear". This conclusion will probably find general acceptance as
representing the conditions up to 6 km everywhere in temperate latitudes. Dr. Hann writes in
the Meteorologische Zeitschrift, 1905, Novcmher-I left, pa^e I'tt, „Di<' Extrême Jli IVmpemtur
liegen in den Cyclonen und Anticydonen, nicht in deren Zentren, sondern im den Rändern;
die Hintetseite der Cyclone ist kalt, die Vordetaeite wann". Ftofessor Bigdow brings diis
fact out very graphically in his diagrams, and it is probably generally true up to at least 6 km.

But tbe question still remains open as to whether the central area of the cyclone is
warmer or cdder than tbe anticydone, and whether die condidoos in the central areas in
America are different from those in Europe. Or dn the central areas everywhere have nearly
a normal temperature, as Professor Bigelow's diagrams suggest? The analyiiis of tbe indi-
vidual cases at St Louis leads to Che condusion chat the lowest cemperacnre bdow 6 itm is
in front of the antiipydone. That it does not dtow in tbe average is due to die kua of the

Digitized by Google

50 H. H. Cliy ton. A Diac. of tlie Obaetv. obt. by tiM Mm Hin OlMeirv. «ith BalkmMnidM at St Lcmb.

tetnperattnre In advance of tbe very marked anticyclone of jfanoaty 25. But die results also

show, in t vt I V < as^ , that the temperature of the t entrai area i f the anticj'clone was roldcr
than tbe mean. Above 6 km the greatest cold is found in the central area and northern quadrant
of the anticydone.

In discussing ihc distribution of temperature, and in discussitig the temperature
gradients in cyclones and anticyclones, it is essential that the diurnal and annual periods be
eliminated In the center of anticyclones the diurnal range of temperature is very lai^e and
in the cyclone amalL As most of the observations are made during the day, disregarding this
d(ff<*rpnrp in nmçe may lea<! to ver\' erroneous results. Tn the cases discu'isccl by iik- for
Blue Hiil, the diurnal period was eliminated by taking the mean temperature of the day, and
the aimual period was eliminated by taking an equal number of cyclones and andcydoncs
immediately following cnch other. In this way, the mean tcmpcruture at Blue Hill from the
ground to 3 km was foiuid about 6' C wanner in the central area of the cyclone than in the
accompanying antit^clone, as was shown in the artide in the BdtrSge previously referred to>
Band T, Htrft 3, page 100. Moreover, thv rrntral area nf llio rvdonc and anticyclone was
determined from the weather map and not from the time of high and low pressure at Blue
Hill as supposed by Dr. Hann in the Meteorologische Zeitschrift for November 1905, page 491.

Both Dr. lîann and Profc^s 'r Bigelow deny the e.\i>lLnc c of a Ferrel cold-air cyclone
in the atmosphere, but the movements of the clouds certainly indicate the existence of a low
pressure in the upper air above the low temperature between the cydtme and anticyclone,
and a computation of the barometer readings at high levels from the sea-level readings leads
to the same conclusion. A regard these areas of low pressure as secondaries moving around
the cold-air cyclone surounding the pole

w hilc the pixxrf is pessmg through my hands a suggestive artide on this subject Iqr
Dr. Nils Ekholm has appeared In the ,^ann Memorial".

über lokale Windströmungen in der Nähe der kanarischen Inseln.

Von

H. HERGESELL.

In mtinon frühcn-n Mittt îtunt;en hahf ich claratif hingi wiesen, daß die Landmassen
der atlantischen Inseln, welche dem afrikanischen Kontinent vorgelagert sind, einen gewissen
Etnfluft auf die Luftströmungen haben mOssen, und die Ansiebt au^sedrfldtt, daß die atif dem
Pic V. Teneriffa mitunter beobachteten Sad\vestwinde häufig lokaler Natur sein werden Im
folgenden beehre ich mich, die Beobachtungen wiederzugeben, die mich zu dieser Ân.<>chauung
geführt haben.

Im Jahre 1904 umfuhr die Va« ht S. II dos Fürsten von Monaco verschiedene Inseln
des Kanarischca Archipels; wir ankerten mehrfach tagelang an der Nord- beziehungsweise
Sfldseiie der Inseln, sodaS sich vielfodi Gelegenheit bot, die WindstrOmungen zu yersdiiedenen
Tngeszeiten zu studieren.

Âm 31. Juli befand sich das Schiff nördlich der Insel Teneriffa unmittelbar vor dem
Hafen von Orotara. Vormittags 10 Uhr herrschte an dieser Stelle ein Passatvrind von 7^ misec,
der uns einen Drache n.iufstleg bei liegendem Schiff bis zu 900 m erlaubte. Der Wind, unten
fast genau NE, drehte Innpsam mit der Hi'ihe in mirdliehe Rirhtunj^en, wobei er an Stärke
standig abnahm. In der Nacht fuhr das Schiff um die Insel herum, soJciü es sich am Vormittag
des 1. Angost an derSW'Seite der Insel Teneriffo* etwa 10 Seemeilen von der Küste entfernt,
befand. Um 10 Uhr morgens herrschte hier ein ziemlich intensiver SW-Wind von 7 m sec,
der direkt auf die Küste zu blies, an den Hangen der Insel emporstieg und dort Wolken-
bildungen ventrsadtte. IMeser „Seewind" war offenbar durdi die Erwärmung der Lamtoassen
der Insel entstanden und hat >ieh un/îweifelhaft, seine r Entstehung Kemîtfi, bis zu den hfU hsten
Erbebungen der Insel fortgepflanzt. Zur selben Zeit wehten nürdlich der Insel Teneriffa die
Passate ungestört fort, wie Scfaiffsbeobaditungen erwdsen. Es dOrfte wohl kdnem Zweifd
unterliejz,un, daß ein Beobachter, der sich ani Vormittag des 1. AuRUst auf dem Tej'dc befunden
hatte, dort SW-Wiod beobachtet haben würde, und daß dieser SW-Wind lokalen Ursprungs
gewesen ist.

Den soeben geschilderten SW-Wind haben wir in der Vormittagsstunde nicht nur an
der KUstc von Teneriffa beobachtet, sondern ihn ebenso regelmäßig im Süden von Gran Canaria,
Gomera, Palma konstatiert. Im Norden der Inseln wehte regelmäßig der Passat, der oft an den
westlich und üstlich gdegenen Kaps der Landmassen zu ungeahnter Stärke anschwoll,
wahrend im Windsi hatten des Passats der sOdwestliehc Seew ind zur ungest'5rten Ausbildung
gelangte. Wahrend ich mit einem Anemometer aul dem freien Meere fast immer die Windstärke
von 6—7 m/sec beobadilet hatte, sdiwoll der Passat, sobald das ScUCf aus dem Sdiutz der

SatMit WC nydk éu fttlto A m nf Un . n, 9

H. Hergeielt,

SUdhafcu in die Kanäle trat, welche die einzelnen Inseln von einander trennen, zu einem wahren
Sturm an. Ich habe in diesen Straüen, wo sich die Strumfnden ailfe engste zusammendrängten,
Windst-Irlcen bis zu 22 m'-^ec creme<;pen, und doch lu'n-,rhtc nur wt:nip;e km davon entfernt,
im Landschutz, ein entgegenReselzi gerichteter SW-Wind von 7 — 8 m. in der Sckimdc. Die
in den Morgensttuden dureb die Landmassen verarsachten SW- Winde borten regelmai% in
den Nachmittafrssturdon auf. Zunnrhst tnit Windstille ein ; drmn erhob sich ein vom Lande
herwehender Lokalwind, der bedeutend stärker war, als der Seewind der Vormittagsstunden.

Selir interessant sind mm die Temperatm^ und Feudit^eitsrcrfiaitnisse dieser Land-
winde, da dieselben crwci^^cn, daß wir es hier mit richti^f n Föhnwinden zu tun hatten. Am
Abend des 6. August 1904 lagen wir im SOdwesten der von N nach S sich erstreckenden Insel
Palma; nadidem am Nadimittag beinahe Windstille gehensdit hatte, entwidcelte sich in den
Abendstunden fin heftiger L.mdwind, um 7 Lfir noch ^diwacli, später immer starker imd
stärker werdend, soda£ ich beim Maximum der Erscheimmg eine Windstärke von 14 m/sec
konstatieren konnte, ^e Temperatur and Peucht^keit wurde mit einem A^iradoo^Myebrometer
so oft als mögUch bestimmt. Der Luftstrom wurde stetig wärmer, trockner und heftiger. Die
folgende ZaUenreihe gibt das Wachsen der Erscheinung wieder:

6. August 1904.

Tein(>cr«tur

DainpMrack

RiUtiv«
PciMtefaPnit

WtaHUUifc«

J*P

24.0

14.8

still.

8»p

II.8

6.0 m/sec

SI* 12 p

31.0

8.8

Sfi4

S"» 22 p

33 S

6.2

ll.S ,.

«^35 P

35.0

6.5

is.s

«*44P

41.8

6j6

Durdi Einsetzen des Landwindes stieg die Temperatur demgenflfl von 24* «nf den
enormen Betrag von 42*, die relative Feuchtigkeit sank von ôT*', auf 12*,'o.

Bemerkenswert war auch der schnelle Wechsel der Temperatur und der Feuchtigkeit,
welcher allerdings In der obigen Zahlenreihe, die ntir die Steigerung der Erscheüiung zeigen
soll, nicht hervortritt, sich aber durch andere Messungen und besonders durch das Gefahl
kimdtat. Die Strömung, die hoch aus dem Inn- rn des I. amies herabstieg, bestand offenlMT
aus Stromfäden verschiedenen Ursprungs bcziL-iiuiigsweise verschiedener Hübe.

Nehmen wfr an» daß die Temperatur eriiOhang lediglich durch die Kompression der

fallenden Luft ircninacht wurde, so besteht die Beziehung - wo c «Se spezifisclie

Wiümc der Luft - ü-llJö, J das mechanische Wärmerniuivalent und die 'l emperaturandcrung

mit der Hohe ist. Am 6. August konnte leider kein Drachcnaulsiieg zur Ermittlung der letzten
GrOAe angestellt werden; doch werden wir nicht weit von der Wahrheit abweichen, wenn
wir annehmen, daß in den höheren von der Landmasse der Tnsel unbccinfluBtcn Schichten
noch die Temperaturverhälinisse des 4. August maßgebend waren, von welchem Tage ein
Drachcoanlstleg bis gn 2SQ0 m vorli^

Digitized by Google

Ober lobde Wtod rtrt a wn ge n in der NUie der kauitodieii luela.

Dieser Dt achenaufäticg et^b nun in einer Höbe von 2000 m, welche Zahl der
ndtttereii KämmbObe der lasd Fialnia eotopriditt due Tcmpenttnr von 22*. Da zur Zeit des

üiIhTtmuiiw der FOhiieischeüMiogen oatea 42^ berrsdite, finden wir --^ Berecbncn wir

hieraus, nach einem Vorgang von Hann, das mechanische Wärmeäquivalent, so erhalten wir

J=430, ein Wert, welcher dem im pfij'siknlischen Lahoratnrium ermittelten beinahe pennu ent-
spricht. Diosc Bestimmung soU zeigen, daß wir es hier mit wirklichen Föhnerscheinungen zu
tun haben.

Daß auch die Passrttwinde seihst nm Ta^:e <ihntidien FOtandnfMssea der loseln unter-
worfen sind, möge zum Schlufi noch angefahrt werden.

Als wir am t^otfren des 6. August aus dem Windschutz der Insd Gomera durdi den
engen Kan:t1 nach der Jnscl Palma fuhren, btcigcrtL- sich, wie schon früher hen'or>;ehoben
wurde, die Windstarke des Passats auf 19 m, die Temperatur hielt sich in dem freien Strom
nahezu Iconstant auf 24*. Sobald wir jedoch in die Nahe des Sadkaps der hsel Pïdma kamen
tmd Luftmassen errichten, die die Insel überstrichen haben mußten, stieg die Temperatur auf-
fällig, wahrend die Feuchtigkeit alMiaJim, wie folgende Beobachtungen erweisen:

Zak

Lurtfenchtigkcit

f*tm, Druck .

R«L Feuehl,

lk4SP

24-0

14.8

67'U

im freiitn Passat

27.0

12.9

wir nahern uns dem Kap

2S.0

I1.S

4»

imter demSdmti d. Kaps

29.0

10.4

28.3

14.9

35.8

«7

im itillen Wataer «ad

25.0

18.5

Wiadtchut« der loieL

Die hier beobachtete Envarraung der Luft dürfte allerdings nicht auf reine Föhn-
wiriniag zurOckzuf Ohren sein, sondern auch teilweise, wie der Gang der Feuchtigkeit erweist,
durdi die erhitzten Landmassen der Insel bewirkt sent.

Die vorstehenden Beotiachtnngcn werden zur Genüge erwiesen haben, welchen ge-
waltigen Einflufl die kanarischen Inseln auf die sie umgebenden Luftmassen ausüben können.
Ich glaube, daß meine Ansicht, die einen lokalen Einfluß auf die WindstrOmungen der kanarischen
Inseln und speziell des Pics v. Teneriffa annimmt, völlig zu Recht besteht.

In ihrer letzten Mitteilung an die Pariser Akatlemie haben sich die Herrn Teisserenr
de Bort und Rotch wiederiun mit den Windströmungeu in der Nälic der Kanarischen Inseln be-
schäftigt und sbid zu dem Sddufi gelangt, daß die Beobachtungen von Sftdwestwinden auf dem
Pic von Teneriffa einem allgemeine l'*hannmen entsprechen und mit denjenigen identisch sind,
welche auf dem offenen Meere erhalten wurden, also den südwestlichen Gegenpassat darstellen.
Dieses Resoltnt entsfitkbt offeniMr nidit den beolmchteten Tatsadien; denn eretens g1au1>e ich
durch die soeben skizzierten Tatsachen gcnuEfsam den lokrden Einfluß der Inseln bewiesen zu
haben. Zweitens ist zu konstatieren, daß schon die Windbeobachtungen im Februar dieses Jahres,
wddie in. der letzten Mitteilung der bdden Herren wiedergegeben sind, zwdmal In der Hube

Digitized by Google

H. HergctetI, Ober lolnio Wndattfimangen in der Nihe der

des Pics Nordwestwinde nacbweiseo. Drittens aber stehen die Ballonbeobachtungen der „Princess
AKce" im letzten Sommer mit dem ausgcspi i n hcnen Satz in vollem Widerspruch.

Sowohl dk'sc Aufstietr** als auch du-- Dr;»i hennufsticce des Jahres ]<>*>} haben erwiesen,
daß im Sommer in der Breite der Kanarischen Inseln die Nordwesiwinde bis zu den größten
Htthen Torherrsdien. Von einer RegelmäS^dt der SOdweststrOmungen in jener Gegend des

Ättentisrhen Ozerins kann ,'ilsn keine Kede Sein.

Das Ilauptresultat der l'orschungcn der .princess Alice", daß in den nördlichen Gebieten
des atlaiitischen Oxeans bis zu diter Breite etwas sadllcli der Kaitarischea Insdn fîast regdmAOig
Winde mit nr-i'dU'rher Krimponente und keine Scidwcsl winde angetroffen werden, steht uner-
schUttert da und wird durch die Forschungen der Herren Teisserenc de Bort und Rotch nur
bestatqst llire PebmarBofstiege deuten vidleicht an, daß sich die Grenze zwischen den oberen
nordwestlichen und südwestlichen Winden mit den Jahreszeiten etw as versc hiebt. Der rep, el-
mäßige Gegcnpussat aus Südwest dürfte zu allen Jahreszeilen erst in Drcitca
angetroffen werden, die einige Grad sttdiicher sind als die Kanftriscben Inseln.
Durch und in dem ausgedehnten Maximum der Rofibreiten wird er allm&hlich
in eine langsam absteigende nordwestliche Str(imung verwandelt.

Ich möchte an dieser Stelle einer Behauptung, die wohl von den Herren Teisserenc
de Bort und Rotch zuerst ausgesprochen worden ist, energis<-h entgegentreten, nämlich daß
i<_h jt-mals die ïïxistenz i]i_s Goe;enjiassats Oburhaujii L;ek-UL;iu-t hahr. In nit-inen Mitteilunpren
und l'ublikationen findet sich kein Wort davon. Aui h meine Ansicht über die SW-Winde des
Pics V. Teneriffa hat hiermit nidits m too* Bei dieser Frage handdt es sidi um ganz lokale
Erschcinunc:en. die mit der großen Zirkulation nur lose in Zu<;rtmmenhang stehen.

In meinen früheren Mitteilungen an die Akademie habe ich lediglich nähere Beobach-
tungen daigestellt, ohne midi weiter auf theoretisctie Spekulatiooen Aber die ZStkaSUäm
zwischen .Äquator und Pol Linzulas.sen. Tch hnhe nachpewii sen. wie schon erwflhnt, daß auf
dem aUantiscben Ozean in der nördlichen Passatregion bis zu Breiten etwas südlich der
Kanarischen Inseln das Regime der nordwestUdien Winde bis zu Hohen von mehr als 10 Im
herrscht.

Was weiter südlich von statten geht, darüber etwas zu sogen, hatte ich Iceine Ver>
anlassiuig, da wir in jenen Gegenden nicht gefahren sbid und demgemäß auch nichts unter-
suchen konnten. Daß ich aber auch schon in meiner ersten Publikation weiter im Süden den
Südwestlichen Antipassat als herrschend angenommen habe, beweist deutlich der Name, mit
dem ich die nordwestlichen Winde der hohem Breiten bdegt habe, namHdi: bereits wieder
zurückkehrender Antipassat. Hin bereits wieder zurückkehrender Antipassat mit nOrdlicfaer
Komponente muß notwendig weiter südlich eine südliche Richtung besessen haben. Diese Er-
klärung wird hoffentlich genügen, um die, ich weiß nicht wie geschaffene Legende, ich hätte
an irgend einer Stelle die Existenz des Antipassats geleugnet und später wieder zugegeben,
am der Welt zu sdiaffen.

Studien über Luftwogen.

Von

ALFRED WEGENER.*)

Den Anlaß zu den folgenden Untersuch untren ^a^^ <-'ine bei den Rcgistrierangen der
Drachenaufstiege am Kgl. Aeronautischen Observatorium zu Lindenber^ wiederholt beobachtete
Erscheinung, defcnUiaadie in demV^orhandcnscin von HclmholtzsdieaLiiftwogeii zu suchen ist

Ich hatte ursprûnçlirh nur die Absicht, die Beobachttinpen zusfimmenzustellen, um die
aeronautischen Fachgenossen auf die Ursache der kleinen Temperaturschwankungen, in denen
sfcb ^ FbUMnen anflert, anfknerksain zu madien; bd der Bearbeitung stiefi idi jedodi auf
eine Reihe von Ptmkren, welche zu einem weiteren Eingehen nntl^cr, und deren Besprechung
nicht ohne Interesse zu sein schien, imd so sind die Untersuchungen weit \unfangreicher ge-
worden, als es ursprOngUch beebdcht^ war. Es sei gleich hier votansgesdikkt, dat ich mkh
auf die praktisch meteorologische Seite der Frage heschr.lnkt, und für die theoretische ledig-
lich auf die Resultate der grundlegenden Abhandlungen von H. v. Hclmholtz sowie von
W. Wien zorflckgegriffen habe.

Ich nehme gern Anlaß, Herrn Dr. A. Coym mdnen Dank fOr mandie Anrcgimgen
und Winke bei dieser Arbeit auszosprechen.

Die erste Grundlage der Theorie der Luftwogen hat Heimholt/ in seiner Ab-
handlung „Über atmosphärische Bewegungen" gegeben.') Die epochemachende Bedeutung
dieser Untersndiung liegt vor allem in dem Nachwelse, daS sich audi innetlialb der Atmosphäre

ebensogut wie auf der Oberfläche des Wassers Wogen bilden müssen, wenn eine wflrmei e und
daher leictitere Luftschicht über einer schwereren Icattereo einherzieht. Von dem Prinzip
der mechanlsdien Ahniicbiceit ausgehend, entwicicelte Helmholtz die Regeln, nadi denen
man. wenn nur in einem einzelnen Falle samtliehe Größen bekannt sind, sich mm für alle
anderen Dichtigkeiten und Windgeschwindigkeiten die zu derselben geometrischen Wellenform
gehörige Wellenlänge berechnen kann. Für 2 Beispiele leitete Helmholtz auch munerischc

*) Die aachatehende AbhamUuiig tat meineit Broder vm Vcrfasaer. Dieser konnte sie nicht fertig-
•telleB, weQ er flbemicliend Mhnell Gelegeiilieit bekam, an einer dlsisclMn Expedltten nach MordoMgrönliBd
teUiunehnen, auf weldwr er Drachen- und ßallonaufstiege ausrahreti sollte.

Infolgedessen Irat er mich, sie abzuschließen und zu verOfTentlichen. Da tch ihn seinerselt selbst anf
die behandctlcn Fraj^cn aufmerksam >;cmatht und ihn zu deren Hc.irbciluni; ar.^crcj;! hatte, Imii ich seinem
Wunsche gern nachgekouimen, und holTe, daß die Hiitzutügungen und Änderungen, welche sich noch als not-
vendig herausstellten, in seinem Sinne von mir angebracht sind. Kurt Wegener.

*) Knte Mitt.: SiU^r. d. Kgl. Preufl. Akad. d. Wiss. s. Berlin. iW (I), p. 647. Zweite Mitt: 1U9 (U),
p. fit, Hietlier géhSrt audi aefaie Abbdlg.: „Die Eneigie der Wogen und dea IWindet", 1S90 {U), p. KS3> —
Eine itofHilif« Daiatelluflg der ftaanhate gab Scliainer in ,4IiiiibhI nd Eida", IX. Jahrg. Berlin ito?» p. M.

I. Die Wellcnlftnge der Luftwogen.

Alfred Wegener,

Werte ab. Spater ist die Theorie von Wien in einer Reibe von AbliancDungen*) weiter-

gcfClhrt wordfn. die in mctcnrnlo'jjist hcn Kreisen wenig bekannt geworden, und wegen ihres
rein mathematischen Charakter::» nur dem mit den analytischen Methoden Vertrauten 2U-
gang^h sind. Auf Veraidassung von Heimholte untersoiif Wien dessen RectmanKcn einer
Durchsicht, wobt i sich sowuhl pegi n liir analj'tischen wie Jie numerisehcn ïïntwickclungen
Einwände ergaben, durch welche die Helmhullzschen Resultate in mehreren Punkten beeinflußt
werden. Namentlidi zeigte sich, dsû das von Helmholtz nur durch dne sehr weitgehende
V^crnachlassigung erhaltene Kcsultat, daß die Wogen deshalb entstünden, weil sie einen ge
riogeren Eneisievorrat repräsentierten als die gradlinigen Strömungen ohne Wellenbewegung,
einstweilen nodi nicht In der nötigen Allgcmeinhdt bewiesen werden Icann.

Wien ging aber über ein bioficsNacliredinen der Angaben von Helmholtz weit hinaus
und führte das schwierige Problem der Wasser- imd Luftwogen am ein bedeutendes weiter.

Ohne auf diese Untersuchungen n<1her einzugehen, sei nur erwähnt, daß es auch ihm
nur gelang, für 3 Spezialfälle das allgemeine Problem zu lösen, nämlich für die 3 Systeme
der Abbildung durch elliptische Kooi-dinriten, ditrrh die I.omni>e;itc' und durch cHiptische
Funktionen. Jedes dieser Systeme laßt natürlich wieder unendlich viele Variationen zu.

Der Versuch, diese Ergebnisse an den Beobachtungen zu prOfen, nma nach dem gegen-
wartigen Stande der empirischen Forschung als aussichtslos erscheinen, da wir bis jetzt Ober
die Form der Luftwt^en so gut wie nichts wissen. Einstweilen empfiehlt sich daher zum
Veigleidi Ton Theorie und Beobachtung ein anderer Weg, der im Folgenden stdzziert werden soU.

Es gelang Wien, nnch/.uweison, daß sflmÜche Wellenformen seiner 3 Systeme in
eine Sinuslinie (ibergehen, wenn die Wellenhübe im Verhältnis ziu* Wellenlange sehr Ittdn
nkd. For diesen Fall ergibt »di die allgemein und streng gültige Foitnd:

a.Vs, Ha.«s.^5i%I^> (1)

worin X die Wellenlänge, s, die Dichtigkeit des oberen Mediimis, s, die Dichtigkeit des imteren
Mediums, a« die Geschwndigkeit der oberen Schidit retativ zu den Wogen, a« die Geschwind^-
keît der Wogen relativ zur unteren Sehieht und g die Besehlcunipunp der Schwere bedeuten.

Aber auch in der angegebenen Form laßt die Gleichung noch keine Prüfung an der
Beobachtung zu. Der Grund hlerfBr ist der, daß die beiden Großen a, und a, praktisch

nicht getrennt bLeibaehtL't sind, sondern nur ihre Summe, welehe gleich der Gesamtdifferenz
des oberen und unteren Windes ist, oder gleich dem an der DiskontinuitatsflAche herrschenden
Whidsprunge. Es erscbebit zwar nicht aussiditslos, daß man bei Anwesenbeft von Wogen-
wolken außer der Windgeschwindigkeit der oberen tmd der unteren Schidit audi die Ge-
schwindigkeit der Wogen selbst gelegentlich wird messen können, allein gegenwärtig liegt
noch keine solche Messung vor, und es ist auch ersichtlich, daß hierfür nur diejenigen Falle
inSeiraehi kommen, in denen die I.uft wogen uns durch besondere Verhältnisse sichtb<ir werden.

Nun i>t es aber ■)rfcnbar ein Postulat der Arisehaiiung, daß die Wogen weder voll-
kommen mit dem unteren Medium, noch auch vollkommen mit dem oberen mitgehen, sondern
eine Geschwmdlgkeit besitzen, wdche in eisier Näherung in der Mitte zwisdien der der unteren
und der der oberen S<'hirht liegt. Setzen wir îilso a, — a„ so werden -wir jedenfalls eine CTSte
Näherung erhalten. Es wird dann, wenn w == a, + a, (= 2a,) üci Windspnmg ist

a- (s. + s.) « |~ (s,-s,) und W - ^ (2)

*) Ste.-Bcr. d. K^. PreoS. Aiwi. d. Win. i. Beil«, ifM (IQii p. StS: ..Ober den Kiofioft dei Wisdw
anf die Geitalt der Meeietwdleti". lUdem 1(95 (1), p. 3itt : „tW die GetUlt von UMiemrellw".

Digitized by Google

Scadin Wbet InßmguL

unU inan kann nun aus dem beobachteten Dicbtigkeitsverhältnis und dem Windsprunge die
VftSkaUtage beredmeo.

Die Zuiassigkeit der hier eiogefQhrten Spezialisierung wird DOcb dnkaditeDder durch

fc^genden Umstand. Für einen gegebenen Wert des Dichtigkeitsvcrhältntsäcs ~ und des Wind'

sprunfires w = a, + a, läßt sich leicht zeigen, daß die resultierende \\'cllcniange am kleinsten
ist, wenn wir a, — a, machen, daß sie aber grüßer wird, sowohl wenn u, / als wenn > u,.

s 273

Z. B. erhält man für = einer Temperaturinversion um 5» entspricht) imd

fflrw = ai + fti~5 top» MCb der obigen allgemeinen Gleichung folgende Werte:

a, = 0

a, - I

a, •=! 2

a, ' 2.S

a, 3

a, = 4

a, = S

(Br . . . . .

»i = 5

a, ' • 4

a, 3

a, - 2.5

a, = 2

a, = I

a, = 0

folgt ....

K = 890 m

K- 60S

X - 46»

X = 441

X - 458

X - SS6

X * 876

Es ist ersichtlich, daß die nach der vereinfachten Formel bereclincic Wclknlänge ein
Minimum darstellt und dnß also die \s ahre \\' ellenlange, wenn die zugrunde gelegte Annabme
falsch sein sollte, stets nur großer sein kann.

Man sieht aber auch, daß aus demselben Grunde ein etwft^er Ueiner Irrtum der An- '
nähme in dem Sinne, daß die wahre Wellengeschwindi^ikeit nicht genau in der Mitte zwischen
der der oberen und unteren Schicht liegt, von nur geringem Einfluß auf das Resultat ist, da
die Werte te der Umgebong des Mteimums sidi zunächst sdir langsom andern.

Nur wenn die gemachte Annahme erheblich falsch sein sollte, ist zu erwarten, daS
unsere Formel (2) wegen der eingefobiten Vereinfachung merklich zu kleine Wellenlängen gibt.

Idi habe fflr die aus dieser Gteidrang resultiereBden WéUenlBngen dae Tafel
(I p. 73) entworfen. Als Ilelmhultz seine epochemachenden AMiantltungen schrieb, lagen
erst vereinzelte Beobachtungen Uber die quantitativen Verhältnisse an den Diskontinuitäts*
flfldien Tor, an weldie die WogenbQdung gebunden ist Die Hdmholtzscben Angaben gdten
fUr einen Temperatursprung von 10* und einen Windspnmg von 10 mps. Obwohl nun ge-
legentlich wohl sogar noch grOfiere Werte als die angegebenen beobachtet worden sind,') so
ents|>redien, wie wir heute wissen, die letzteren doch kcteeswegs den mitderen Verhältnissen,
bei denen Luftwogen konstatiert werden. In der weitaus grOfieren Zahl der Fälle finden wir
vielmehr einen erheblich kleineren Temperatursprung imd Sprung in der Windgeschwindigkeit.
Durch Verringerung beider Größen braucht aber die Wellenlänge nicht geändert zu werden,
da, wie aus Gleichung (1) h«nr<Hrgeht, sich die beiden F.infMtese entgegen arbeiten, indem eine
VcrrinL^enm/ des Temperatursprunges die Wellenlange vergrößert, eine Verringerung des
Windsprunges dagegen sie verkleinert.

IMe am SditnS gegäwne graphische Tab«lte xdgt «fie Wellaitflnge für cteen beliebigen
Temperatursprung und Windsprung, und bringt diese RpTriehimgcn, welche ohne jedesmalige
Durchrechnung der Formel von den Beobachtern nicht immer richtig eingeschätzt werden
dürften*}, QbcnididiGta zur Anschaunng.

<) Z. B. wurde am 2$. Dez. 1905 in Lindenlmit cÎMlnvenion um 13.4* über einer bei 1000 m liegende«
SttatiuhOberiliche geranden. WindsprOnge wm mehr 10 mpt aind bSttfiger komtatiert wocden. AUerdiiies
kM Tenperatoniirfliice von lo* und Windapriiag« von 10 rop« sannmeo meines Winem nodi nicht be-
otwchtct worden.

■) Als Belei; hierfar vergleiche man Emden, „Eine Beobachtung über Luftwegen" — Met. Zeitschrift
1I97 p. Emden Iwbt die Oberelnetiamrang aeiner Beobacbnaig mit der von H elmholti fflr 10« Tempentnr-

Digitized by Google

Alfred Wegener,

Um zu zeigen, wie groß <Be Abweichungen werden, wmi sibd andre Wenenfonnen
der Berechnung zugrunde legt, selCA bier noch die Bdspide gtfflbeil, Wdche Wien in seiner
Abhandlung numehscb fttr LufCirogiea anfahrt. Die Werte unserer Tabelle aind zum Vergleidi
daaeben gesetzt.

T«iiipmtiir«DlKiBKiis Wdlenllofe Windspnme

10' MO m 8.56 mps Wieo

IQ* 30a „ 4 75 .. TtbeRe

lo* TW» „ 8 56 „

10* 800 „ 9.45 „ Wien

10* 800 „ 9.50 n Tabelle.

Diese durch dteveracliiedenen angninde gcl«gtcn WeUeoformen bedingten Abweidiungen

zeigen jcdcnfnils, daß man die Angaben unserer Tabelle nur zu rohen Überschlagsrechnungen
verwenden kann. Eine exakte Berechnung würde die Kenntnis der in der Natur vorkommenden
Weilenfonncn zur Voraussetaimg baben, über welche aber noch keinerlei Beobodituogen vor-
liegen. Mit Hülfe von stereoskopiscbrn Aufnahnifn vnn RcT^gipfeln und vielleicht auch vom
Freiballon aus würde es dclierlich müglich sein, hierfür das erste grundlegende Beobucbtungs-
mateinl zu besdiaffen. Einzdne Elemente, wie die Wellenlänge und die WdlenhOhe, lassen
âdl auch noch auf andere Weise ermitteln, wie spater gezeigt werden wird.

Für die Benutzung unserer Tabelle ist außer dem Umstände, daß sie nur für die an>
gegebene Wetlenart Gflldgkeit bentzt, nocb folgendes zu beachten:

1. Die Temperatur der unteren Luftschicht ist gleich 0" gesetzt. Ist die
Abweic hung hiervon eibebUch, so hat man eine im folgenden zu besprechende Korreloion
anzubringen.

2. Die Tabelle ist für trockene Luft entworfen. Für feuchte Luft, namentUch
wenn die eine Luftschicht feucht, die andere troeken ist, ist eine Korrektion anzubringen.

3. Es darf keine Kondensation eintreten.

4. Die Änderung in Temperatur und Wind mnfi vollkommen sprunghaft sein.

Die el ften beiden dieser Einschränkungen entspringen aus dem Restrehen, die Tabelle
für den Gebrauch möglichst bequem zu machen. Für viele überschlagsrechnimgen wird
man nttmlich die genannten Einflösse vemadhiasdgen und direkt mit den Beobachtongs^

grüßen in tlie Tabelle eingehen können. Die für eine strenge Rechnung anzubnngende Kor-
rektion bestehe für beide Teile darin, daß man sieh zuerst das Vcrh.'îltnis der Dichtigkeiten
s

— herstellt, dies — " setzt, und nun mit dem tingierten Temperatursprung T— 273 in die

Tabelle eingeht. In dem crstercn Fîdle ist das Verhältnis der Dichtigkeiten - — nichts anderes

als das umgekehrte Verhältnis der absoluten Temperaturen. Ist z. B. ein Temperatursprung
von —10' auf —5« beobachtet, und will man die Abweichung von 0* berücksichtigen, so setzt

man - , woraus T - - 278.3, und der reduzierte Tempei atuisprung T — 273 5.3 statt

der beobachteten 5" fulgt, .An dei- Hand der graphischen Tabelle wird man sich .-.chon vorher

•prang ond 10 mps Windsprung 2u 550 m (nach Wien wiren es ca. 900) berechneten Wellenlänge henxir.-
JXib in «MenB FaHe beobachtete TempenturdiffereDi betrag 6.$*, die mittlere Fahrtgcschwindigkeit war
OL it«5 i^M, die aatefe LuftscUcht rabcad, alw T«np«nrtiw- md G««cbwindigkcitidilier«iuen Umlich wi«
in dem IIeliidM>1tneh«n Beiifnele, und der beolMditete AbstKnd der Nebelmllen wurde ta 540 m gemessen,

also L-iiio Übereinstimmung, wie sie vollständiger nicht vcrlAii^^t w ci Jen kann'*, FCir dit bfohaclilt-ti n Weite
würde sich atwr nach Heimholt» eine Wellenlänge von mehr als 1300 m, nach Wien von mehr als sooo m

MgdMn.

Digitized by Google

Vittti", Sttidiea Gbtr Lurnrot*», T*f>l It

M ! 1) ; ; -!-! 'in ,

8«ilriici wr Pkjiik der CrtiM AtaMpUn. U. BmwI. TabI «.

M I [ I 1 I x+^ i

V«t)a( m K»l J. TrObaw la SvaMaig.

Stndiai Ober Lnftwofeii.

teicht orientieren können, ob eine derartige: kleine Änderung desTemperatursprunges eine bemerlc-

bart ÂrKk runç der Wellenlänge bewirken wird. GrtSflere Betrage erreicht diese Vernachlässigung
erst bei sehr tiefen Temperaturen, wie sie namentlich für die Wogen der Cimis-Region in

213 273

Frage kommen. Für eine Inversion Ton —60* auf —dö" z.B. erhielte man "gig" ~t~»

woraus T 270,4, d. h. m;in hatte statt mit 5" mit in die Tabelle cin/AiRchen.

Will man außerdem auch die Feuchtigkeit berücksichtigen, so stellt man sich in ähnlichei
Wdse das Dichtigkdtsverhaitnis her nach der Formel

T, ( b —0.378 e,)
s, T, (b— 0378e,)
worin T, und T, die absoluten Temperaturen» b den Barometerdntck und e, und e, ifie Dampf-
drücke bezcit hnt^n.

Um den maximalen iktrag dieser Korrektion an einem Beispiel zu erläutern, nehmen
wir an, wir hatten eine InTersion von 0* auf +5* an euer oberen Wolkengrenze. (Idi setze

absichtlich die Temperatur der tmteren Schicht gleich 0", um zu zeigen, wie groß der Koirektions-
betrag für Feuchtigkeit allein wird.) Die relative Feuchtigkeit der unteren Schiebt sei
gleich 100",V Zugleich sei diejenige der oberen Schicht gleich 0*/,. Dann wird e,=0 und
e« ^457. Femer sei b, um eine konkrete Annahme zu machen, gleich 600. Dann wird

£^ _ ^73^ 6 00

s, " 278 * 600 — 0.378 X 4.57

973

Da wir dies wieder gleich zu setzen haben, wird

T 278 X 0.99712 -~ 277.21
Oer fingierte Temperatursprung, der als Ai^^eot fOr die Tabelle zu verwenden ist, wird
also 4.2" statt

In den meisten Fallen wird naturgemäß diese Korrektion weit geringfügiger sein. Auch
ist erslditlich, dafi skdi die aus der Feuchtigkeit entspringende Korrektton Tielfach mit der

aus der Temperatur kompensieren wird.

Ungleich schwieriger als die bisher besprochenen Einflüsse sind die unter Nr. 3 imd 4
genannten Störungen zu behandeln, und für ihre Berücksichtigung Iflfit skA keine allgememe
Regel geben. Übet den Hinfluß der Kondensation läßt sich nur folgendes aussagen: wenn die
untere Schicht komiensicit und die obere nicht, so ist einleuchtend, daß hei der Hebung der
Sdüchlgrenzc im W eilenberg die untere Luftmasse sich nach der leuchten, die obere sich nach
der trodttnen Adiabate abkOhlen muA, d. h. bei ebier Hebung um 100 m kdhlt ddi die obere
wärmere um 1*, die untere kältere aber um O..'^* bh — je nach der Höhe
und Temperatur — 1" ab, wodurch also die Temperaturdifferenz schon um
'/•* verringert werden kann. Umgekehrt wird In den WellentUem die
Temperaturdifferenz vergrößert. Die Wirkung einer Kondensation der
unteren Schicht muß ak>o offenbar die sein, daß in den Wellenbergen ein ^ ^

geringerer Temperatniapning horsdit als in den TAlem. Da aber zu einem
geringeren Tempci ntursprung stets eine größere ^^'eIk•nIänge gehr^rt, so werden die Wellen-
berge das Bestreben haben, sich auszudehnen, imd die Taler, sich zu verengen. Die Wellenlinie
nmft sich also einer Form nähern, wie sie schematisch in der Fig. 1 unter a daiigestéllt isL

Nehmen wir nun den entgegengesetzten, in der Natur offenbar imgleich seltener ein-
tretenden Fall an, daß die untere Luftschicht nicht kondensiert, während die obere dies in ihrer
ganzen Mächtigkeit tuL Bilden sich dann an der Schichtgreaze Wogen, so wird offenbar diu'ch
den eben besprochenen Vorgai^ in den Toiern der Temperatur^nnq; verringeit und in den

Digitized by Google

Alfred Wegener,

Bergen vergrOBert- Hier werden also die TMler das Bestreben haben sieb auszudefanen, und

die Wellenlinie wird sich der in Fig. 1 schematisch dargestellten Form b nähern.

Dieser prinzipielle Unterschied in den beiden genannten Fallen scheint mir von grolkr
Tragweite fQr das Verständnis mancher WoDteDfonnea zu sdn. Offenbar lassen ädh namBch
diese Oberlängen auch auf Mulche FäHe ausdehnen, in denen es nicht zur Ausbildung rcgcl-

mftßippr, gut definierter \V(!!i ii/Op:e kommt, sondern nur unn*trt*lm.'ißise Auf- und Abwärts-
bewegungen an der Schichtgrenze eintreten. Beim Wasser nennen wir ein solches leichtes
Gekrflusel „Katzenpfötchen*'.') Die Bedingungen, welche diese erzeugen, scheinen bei atmo*
sphärischen Disknntinnit,'ltssrhi<-hti'n iincflcich hfttificrcr 7\\ ';r;n; (k-rn hier beobachten wir ein
derartiges unregelmäßiges Aul- und Abwallen viel häufiger als regelmäßige Wogenbildung.
Offenbar mtiS nun aach in solchen Fallen der ganze Charakter der Erschehning derselbe seht

wie der cit f F "men a und h in Fiij" 1, je narhdr-m o^rn oilr-r unten Kondensation herrscht.

In der Tal zeigt fast jede Photographie eines Wolkenmeeres den ausgesprochenen Habitus der
Form a, und die ganze Wolkenoberflflche gleicht in der Regel einer groBen Zahl anemander
gereihter Rundhöcker. Dagegen dürfti die Skizze h die einfache Erklärung für du als
„comuli manunati" bezeidmete Wollceoform |iel>en. Sie tritt hatifig bei Cumulus-Wolken auf,
welche sich seitlich ausbreiten, und hier sind in der Tat die angefahrten Bedingungen erfüllt,
indem sich die w irmere, aber durch und durch kondensierende Luftmasse des Cumulus über
die von ihr durehiM ueliene kältere und nicht kondensierende Luft lagert. Das Expcrimentum
crucib für diese liikläi ung ließe sich vielleicht erbringen, wenn ein Drachenmetcorograph von
unten in die Mammato-Wolke eindringt. Er müßte dann an dieser gleichsam umgekehrten
Wolkcnoberfläche eine Inversion retristricrcn , die mit Feuchtigkeitszunnhme verbunden ist,
ätmlich wie er bei einer gewölinlichen Wolkenobcrfladie eine Inversion mit Feuchügkeits-
aboahme registriert.

Es ist nnrh dem Vorangehenden auch die M"crlichkeit recruTflrcr Wösten an einer
Wollcenbasis nicht zu leugnen, wenngleich dieser F;ill natürlich noch seltener vorkommen wird
als die unregehnfiSigen Mammato-Formen. Die Bediiqnmgen hierfflr waren dann gegeben, wenn
die WolkcTihiisis zugleich eine Schicliiui en/c mit Temperaturinversion und Windspnmg darstellt»
wenn also die obere Luftsdiicht in ihrer ganzen Mächtigkeit kondensiert

Durch die besprochenen Emflflsse kann nun zwar die Gestalt der Woge sehr verttndert
werden, doch ist ersichtlich, daß die Gesamtwellenlünge nicht in demselben Maße beeinflußt
werden wird, da die Wellenberge das zulegen, was die Täler verkürzen, oder umgekehrt.
Anders liegen jedoch die Verhältnisse, wenn die untere Schicht gerade den Sättigungsgrad
erreicht hat und nur in den Wellenbergen du; i Ii die hier eintretende adi tbalischc E.xpansion
zur Kondensation gelangt. Hier wird zw ar eine Wrui "Der un;; der \\ elienlünge in den FSergen
eintreten, jedoch ohne eine entsprechende \ crkür ziuig in den l älciu. Gerade dies sind aber
die Falle, in denen uns die Luftwogen in Gestalt von Wogenwolken sichtbar werden. Man
flicht :)No, dnß creradc diese Fälle einer quantitativ nieht kontrollierbaren Störung unterliegen,
über welche man nur soviel aussagen kann, daß sie im Sinne einer Verlängerung der Welle
wirken mufi.

Was eniîlieh die letzte der oben trenannten Hedintiiin^jen betrifft, welche hesatrte, daß
die Änderimg in Temperatur und Wind vollkommen sprunghaft sein muß, so ist wohl klar,
dafl eine sbldie ideale Dislcontimiillltsfläche in der Nattu* nicht yorkommen famn* da zwei ver*
scbiedenartige Luftscfaiditen nidit mitdnander in BerObrung stehen kttnnen, ohne dall sidt eine

') Es wäre zu bedenken, ob man die unregelmäßigen Formen der ïichalchcnwolken ^a-cu und

ô-cv) stilt durdi Kieiumig zweier WeUee^tteme nicht aach Analogie der XatsenpRSidiea erlilliea itOmite.

Stadien Aber Luftwogea.

wenn auch noch so kleine Mischungszonc bildete. Durch lange anhaltende Brandungsvorgünge
kann aber die KfisduiogSEOiie sogar eine aufierordentBche M«di%keit gewinnen. Praktisdi

wird mnn daher diese Rfdinçung: dor '^pntnL^haften Ändcruntr dann als erfüllt gelten lassen,
wenn die Dicke der Miscbungszone nicht mehr von derselben Größenordnung ist wie die
I^lmensionen der Wdle. Bei Drachenaufstiiegen z, B. werden bisweOen tatsfldillcb derartige
Tcmpcratiirinvcrsirmen gefunden, bei denen der Höhenunterschied zwischen der iief->3ten und
höchsten Temperatur unterhalb der EmpfmdlicbkeitsschweUe des Instruments liegt, und die
also für das letztere vollkommen sprunghaft sind. Wdt häufiger tritt alierdlogs der entgegen-
gesetzte Hall ein, daß die Mischungszone eine recht erhebliche Mächtigkeit besitzt, und man
findet z. B. bei Wogen von 400 bis 500 m ') häufig Mischungszonen von 100 bis 200 m Dicke.
Eine theoretlsclie Behandlung dieses Falles, auf den die einfachen Fomtelii natfirlich nicht
ohne weilet es angewendet werden dürfen, steht leider noch aus, und ea Hfit sich daher aildt
keine einfache Keîîel für die Beilleksielitii^iinc: einei- suUhen Mischunfjsznnf angfC'hen,*)

Ich möchte hier gleich noch eine .indere Überlegung anführen, welche die Wahrschein-
lichkeit des Auftretens sehr langer Wellen betrifft. Aus unserer graphischen Tabelle ist er-
sichtlich, daß für Wellenlaniren über 2<>00 m die WindspriJnge für nur rinitrerm.ißen erhebliche
Temperalursprünge gleich enorm anwachsen. Will man daher nicht ganz ungeheiu-e imd nie
heobaditete WindsprOnge annehmen, so folgt, dafi wir fOr das Zustandekommen sdir grofler
Wellen verhältnismäßig kleine TemporatursprtinLje postulieren müssen. Das zeigt ddl detitlicfai
wenn man z. B. die Wellenlänge 10 ÛÛO m in der Tabelle verfolgt.

Die Windweite, weldte ja nidit absolute Geschwindigkdten, sondern Differenzen dar-
stellen, halten sich bei dieser WcUenl.'lngc nur für die allerklcinsten Tempei ;itui ^-prünge noch
innerhalb der bisherigen Erfahrungsgrenzen. Es liegt avd der Hand, da£ die Ausbildung großer
Wellen eine GleichfOrm^kdt der Verhältnisse an der Dlskonlimiit&tsflftche tlber sehr grote
Erstreckungen hin zur Voraussetzung hat. Das räumlich meist eng begrenzte Auftreten von
kleineren Wogen in den minieren und unteren Schichten zeigt uns aber, daß fast stets das
Gegenteil der Fall ist, daU niVmlich der bpiung der Elemente an der Di-skontinuitatsflache
quantitativ Ober größere Entfernungen sehr schwankend ist. Dies zeigen uueh die Drachen-
aufstiege, bei denen selten eine Tcmpernturinversion gefunden wird, die beim Auf und Abstieg
in derselben Weise registriert ware. Namenthch in den unteren Schichten, die unter dem Ein-
fluß von lokalen StOrongea, vertikalem Luftaustausch usw. stehen, wird diese Bergung der
Gleichförmigkeit der Erscheinung über größere I'lacbcn und längere Zeiten Überhaupt nicht
oft erfallt sein, ganz besonders selten aber in dem Falle, daß der Temperatursprung an sich
klein ist; denn hier werden natdrllcb die genannten Störungen einen um so größeren Eüifluß
geltend machen. Man wird daher nicht fehl ^ehen in der Annahme, daß die Vorbedingungen
fOr die Ausbildung setu- großer Wellen überhaupt selten, imd dann vorwiegend nur in den
höheren Sdiichten der Atmosphäre gegeben smd. Zu diesen Fflllen sind vielleicht auch die
Polarbanden zu rechnen, doch wird sich diese Frage wohl erst dann definitiv lösen lassen,
wenn Beobachtungen über den Temperatur- und Windsprung bei Polarbanden vorliegen. EHese
Angaben wtlrde man erhalten, wenn es einmal gelänge, einen Balkm-sonde auch nach dem
Durchsteigi» der Diskontinuitatsfläche bei gleichzeitiger Anwesenheit von Pobubanden trigono-
metrisch zu verfolf^en und so plciehzeiti^ den Tempcrattir'^prunc: zu registrieren und den
Windsprung aus der tr^onomeirisch enmliclicii Flugbalwi abzuleiten.

', nie h;ii!li[;ste \Velleiil.:i:ii:c fatul S ii i r n ß unter 60 Beobachtungen zu 450 m. Siehe A Sprung und
R. SQring, Ergebnisse der Wolkcnbeobachtuiigcn in PotsdAin etc. in den Jahren 1S96 o. 1897. Berlin igoj, p. 73.
>) Vgl hiensit S. 69.

Digitized by Google

AlfreA W6(«iier,

Wenn schon nach dem Vorangehenden Wogen sehr großer Wellenlänge nur selten
auftreten können, so kommt für die meisten I<<lllc nocii eine andere Schwierigkeit hinzu. Bei
Wellen von dcnirtitrcn Dimensionen wird auch die I j in bunu: de .-; Wellenberges so bedeutend
sein, daß es dabei selten ohne Kondensation abgeht, welche, wenn sie auf die untere Schicht
beschrtnkt bleibt, in der oben Iseschriebenen Weise eine Verringeninfr des Tempera tu r s pr u nges
zur Folge haben wird. Tst nun dieser Temperatursprung an sich schon klein, so wird er bereits
bei roafiigeo Wellenhöhen zum Verschwinden gebracht werden, was zur Folge liaben muß,
claß die untere Luftmasse l&ngs dem Wolkenkamm die DiskontiDuitfitsflâche dorcbtHridit und

nach oht.'n strebt. Fs ist nieht undenkbar, daß die auf der Rflek'seite der Depressionen auf-
tretenden, mitunter in regelmäßigen Intervallen wiederkehrenden Büenwolken in der hier an-
gedeuteten Weise von Wogen au^segangen sind, von denen aber nicht viel mdir als die parailde
Anordnung übrig geblieben ist. Diese Böen selbst aber als Wogen in dem Helmholtzschen
Sinne aufzufassen, sind wir wohl nicht berechtigt, da das genauere Stadium ihrer Form und
inneren Bewegung doch wohl auf andere Vorgänge hinweist. Die Welle als solche könnte
jedenfalls nur dann bestehen, wenn sowohl Uber wie unter der Schichtgrenzc Kondensation
herrscht, wenn also inmitten der Wolke eine Temperaturinversion sich befände. Wie sollte
aber eine nur geringe Inversion bei so gewaltigen kondcnsationsvorgängen, wie sie z. B. im
limeni efaier HagdbO anftretea« Bestand haben, ohne von den mflclitig aufistTd)enden Luftmassen
durchbrochen und djunit vernichtet zu werden^

Es ist übrigens noch ein weiterer Fall bekannt, in welchem die WolkenbUdung von
Torbandenen Luftwogen ausgeht ttnd daher eine wogenartige Anordnung erhalt Ich meine
hier die öfter s benhnchtetc Frsehi-inun^^, daß Cumulus K'jpfe bisweilen in lanpen Reihen wnjjen-
artig angeordnet sind. Die einfache Erklärung hierfür dürfte darin zu suchen sein, daß die
aufstdgende warme Luft sich in den Wellenben^en als den hOdisten Punkten der untersten
Schicht ansiimmett und hier eher 2um Dordrimtch durch die DIakontiaaltatsflache gdaogt als
in den Wellentälern.

Aus dem Angeführten sdieint mir herrorzugehen, daß Wdlen von attCerordenfiich
großen Dimensionen (Helmholtz zog solche von 30 km Wellenlänge in lirwaftung in den
meisten Fallen aus thermodynamischen Gründen nnmi^lich und jedenfalls auf die obersten
Luftschichten beschränkt sind. In der Tat liegen auch, wenn man von dem noch nicht ganz
attfjgeklärten Phänomen der Polarbanden absieht, bisher keine Beobachtungen fiber Wellenlangen
dieser Größe vor, w.'lhrend solche von der (îniSenordnunfï eines oder wenii^er Kilometer mehr-
fach beobachtet sind, und solche von 40i) und nOO m fast täglich auttreten. Die größte Wellen-
lange, welche Herr Sflring in der Bearbeitung der Potsdamer Beobachttmgen wahrend des
internatinnalen Wolkcnjahrcs angibt, betnip 2<>4<> m und wurde in lAj^'yi m Hf5he angetroffen,
wie denn überhaupt eine Tendenz in dem Sinne, daß die großen Wellenlängen vorzugsweise
In großen Hohen vorkommen, audi bei den von ihm bearbeiteten Beobaditui^ien deutlich zu-
tage tritt.

Ich möchte nicht unerwfiiint hissen, daß Wc^en von großer Wellenlänge, wenn sie in
den unteren Schichten der Atmosphäre auftreten, wie Wogen in selditem Wasser zu betrachten
sind, bei denen, wie auch theoretisch nachweisbar ist, eine etlicbliche Verringerung dei Fort
pflanzuogsgeschwindigkeit eintreten kann. Bei Wasserwogen ftußert sich diese Verzögerung in
der Weise, daß sich die ursprünglich geradlinigen, parallelen Wellenzflge um ein ihnen entgegen-
tretendes Riff halbkreisförmig; lierumbicgcn. Bei Luftwogen tritt ein al i : s Phänomen dann
ein, wenn ein Berg oder Uberhaupt eine Erhebung, z. B. auch ein Wald, au^ der Diskontinuitflts-
flache herausragt. Ich möchte liier an die instruktive photograpbischc Aufnahme erinnern,
welche sich auf S. 209 des IL Bandes von „R. Aflmann und A. Berson, Wissensdtaftüche

Studien Bb« Lnftwofeii.

Luftfahrten (Brannscbweig 1900)" rcprodu^rt ftidet, md auf wèkber dendkh erkennbar ist,
wie sich die auf der Obeiflädie des Nebels büdenden Wogen hHll)kreisfiJnr% um eben Wald
hemmsdiließea.*}

n. Streichrichtttog und Zugrichtung der Wogen,

Die Streichricbtung der Wogen hängt offenbar nicht von ihrer a1>soluten Befragiu^

gegen die Erde ab, sondern lediglich von dem an der Diskontinuitfltsflflchc herrschenden Wind-
sprunge, d. L der geometrischen Üütercnz der oberen und unteren Windgeschwindigkeit. Ihr
Winkel gegen die alisolate Bewegviqr Icami daher den ganzen Volliareis durchlaafieQ. Senbecht
zur Zuprichtung wird die Woge offenbar nur dann streichen, wenn an der Srhirhtprcnze Wind-
zunabme oder -Abnahme otme eine gleichzeitige Änderung der Windrichtung herrscht Dagegen
ist ohne weiteres enichtUch, daB die Streichrichtung mit der Ziigriditung gerade zosamnien'
fallen wird, wenn nur eine Dielumi; des Wind« s ohne Zunahme oder Abnahme des Geschwindig-
keit vorhanden ist. In diesem Falle steht nämlich die geometrische Differenz beider Winde
senkrecfat auf der al^^euMlnen StrOmnngsrichtung, and da die Wogen wiedemm Bsnlcrecht zu
dieser Differenz aufgeworfen werden, so fallt ihre Streichrichtung mit ihrer absolitten Bewegung
zusammen, und die Wogen werden in der Kichtung ihrer eigenen I^gsaxen ttber den Be-
obachter hinwegziehen.

Man kann sich leicht veranschaulirhen, wie die Streichrichtung der Wellen bei den
verschiedenen Kombinationen von ^^'îndzunnhme oder -Abnah'n-' mir Reehts- oder T.inlcsdrehung
verlaufen muß. In Fig. 2 sei a b für alle betrachteten Fälle der untere Wind nach Richttuig
und Geschwindigkeit. Ist nun ac der obere (Windzonahme und Redita^MmngX so strekht
die Woge senkrecht zu bc, was in der Figur durch die gestrichelte Linie bei
c angedeutet ist Ist dagegen ad der obere Wind (Windabnahme und Kechtü-
drehungX so streicht sie senkrecht zu bd. FOr Windztmalune und Linksdrehung
(ac'i streicht sie L be, und für Windabnahme und Linksdrehung ± bf. Für
eine beobachtete SU'eiduichtung gibt es daher stets 2 ErklänmgsmOgUcliketten,
z. B. konnte man aus einer Streiclirlchtung; die X bc vetittufti sowohl auf
Rechtsdrehung und Wtndzunahme, wie auf Linksdrehung und Windabnahme vig. %
(bei f) schließen,

POr die alisolnte Zugricfatung der Wollten sei auf eine frohere veremfochende Annahme
zurOckgegriffen. Es war (S. 56) die Geschwindigkeit der Welle als die mittlere Geschwindigkeit
der beiden Luftschichten gesetzt worden. Unter dieser Voraussetzung ist es offenbar not-
wendig, daß auch die Zugrichtung der Wogen in erster Näherung die mittlere Richtimg der
Ijeiden Luftschichten inne hat.

Im Anschluß an diese A usführuncron möchte ieh noch auf die Ergebnisse der Pots-
damer Beobachtungen wilhrend des internationalen Wolkenjabres zurückkommen. Bei der
Diskusaiaa d« filier Wogenwolken gesammelten Materials helffit es dort:*) „Bei gut aua-
gepräj^ten Wojrenwolkcn sollte man cTw.Trten, daß die Wogen senkrecht zur Zurichtung
stehen", und unter diesem Gesichtspunkte sind die erhaltenen Resultate diskutiert Nach unseren
obigen Ausfahrungen wird diese Annahme auf die FftUe beschrankt, in denen an der Diskon-
tinuitntpflfîchc eine Wind;/unahmc oder -.Abnahme ohne Änderung der Richtung herrscht, Während
im allgemeinen jede beliebige Streichricbtung auftreten kann.

') Ich venunte, daS ibnKclw Aulbahawa Often ah«itieii wordea aiail; mir aind «Im keiiie «eiteren

bekannt.

^ Ekgetao. d.WoIkenbeob.iiiPi9ladeiBcte., p.?s. Ahalldi «ucliind«iiiltiurteBlleclclliiliitIf,Z. p.j(i6.

Digitized by Google

Alfred Wegener,

Unter BerOdcsichtigung dieser Verhllltnisse gewinnen nun die ans den Wolkenbeob-

ai- htun^;cn abgeleiteten Zahlen eine etwas geänderte Bedeutung. Zieht man nämlich in Betracht,
daß durchädutittlidi mit zunelunender Höbe Windzunahme und Kechtsdrehung ') gefunden wird,
so wird man erwarten können, daß dies auch in der durchschnittlichen Streichriclitung der
Wogen zum Ausdruck kommt. Nun ergeben die Wolkenbeobachttmgen im Bilittel AUS 74 Fällen
den Winkel zwischen Zugrichtung und Sit i ù hrii htung zu 88°, statt, wie erwartet wurde, 90*.
Der Winkel ist hierbei von der Zugrichtung nach links, entgegen dem Sinne des Uhrzeigers,
gezAhlt An der Waaâ der Fig. 2 laBt steh sofort feststellen, dafl ein solcher Winkel in der
T;it einer Windzunabme tind Rcchtsdrehung entspricht, oder allerdings auch — da .stets 2
Losungen raUgUcii sind einer Windabnahme und Link«>drehuog; dieser letztere Fall ist
natOrlich fttr mittlere Verhältnisse, bd denen erwiesenermafien die Wlndznnahme und Rechts-
drehung weit überwiegt, auszuschlieüen.

Fttr a-str, d-cu und ci + ci-str werden die Werte ÜB", bezw. 84 luid 72% was darauf
hinweist, daft entweder in den höchsten Scfaichten der Atmosphäre die Rechtsdrehung bei Dis-
kontinoitätsflächen immer entschiedener wird oder bei Linksdrehung die Windgeschwindigkeit
nicht mehr mit der Höhe zunimmt, wie dies in den untersten Schichten der Fall ist Indessen
muß betont werden, daß unsere Kenntnisse der StrOmongsverhâltnisse in den Gnrus-Rcgionen
noch sebr lückenhaft sind. Erst neuerdings lutt man begonnen, durch trigonometrische Ver-
folfrimpT von Uallon-sondes sy^temaiisdifs T>i.'uh;u htun<;smritc'nal für dîi.-sr Fr.ige zu gewinnen,
und die bisher erhaltenen Beobachtungen sind so merkwürdig, üaü zunUtJist wohl w^eitere Ergeb-
nisse abzuwarten sind, bevor man einen Schluß auf die mittleren Verhältnisse wagen darf. Hier
sei nur erwähnt, daß vielleicht die in i^nißcn H«hcn gefundene warme Luftströmunjr, die Ivi itcn
bisherigen Ballonverfülgungcn merkwürdigerweise Uber mehreren vollständigen Windumläufen
(in der Projeiction der Ballonbabn diuxrh doppelte Sddeifen erkennbar) ans W oder WNW ein-
setzte,') in der an Uulv unteren C'.teiizo auftretenden Diskofitinuit.'ltsflailie die so häufigen
Cirrus-Wogen erzeugt. Ob aber die Kondensation, ohne welche uns diese Wogen unsichtbar
bleiben, in der gewöhnlichen Wdse bet Sättigung der unteren Schicht entsteht, oder ob sie
nicht vielleicht auf Mischung der oberen warmen, aber feuchten' mit Ji t kalten unteren zurück-
zuführen ist, für diese Frage reichen die bisherigen Beobachtungen bei weitem nicht aus, und
so interessante Perspektiven ach nidi daraus für die Erklärung mancher Cinvs'Fonnen er-
geben würden, so dürfte es doch noch nicht an der Zeit sein, hierüber Spekulationen anzustellen.

Bemerkenswert unter den weiteren Resultaten der Potsdamer Beobachtungen ist noch der
Umstand, daß sich für str-cu und a-cu ein Winkel von 92 bezw. 99" zwischen Zug- txnd Streich-

'i Nur für tüc mittlurt' Rttîiîsdrc'iunc sei hier auf die von Iltrni rson der Versammlung der Inter-
nationalen Aeronautischen Kommission zu Petersburg 1904 vorgelegten Zahlen hingewiesen, welche aus den
Drachen- und FesselballooMifttiegen in Tegel 1902—04 abgeleitet sind:

Hshe

300 n

joo m

1000 M

[500 m

Moo in

ajoo m

3000 B

Ge»3uatdrehung vom Erd-
boden (ReebtadrebiniK) .

S.I*

»S.5*

96.1*

319.1*

IM»

i^9*

Im Obrigcn siehe R. Aßmann u. A. Bcrson, Wiss. Luftf. III, p. 201 (T. und p. aitff.

■) Vgl. A, de Ç^uemin, Ob. d. Best. d. Bahn eine* Re({istrier-BaUoat am internat Aufstieg v. s. Juli 1903
t. Smttbmt » 1qr«- d. fr. Atm.. 1, 1, p. 47; ferner H. Heri^ll, Mne Beob. Ab. d. meteorai VcT"

hUtnisse d. hohen wSrmercn Luftschicht. Ihid. I, 3, p. 143, sowie A. Wegen», Ob. Flngfaahn 4ea am 4. Jan, 1906
iq Lîadenber^ aulgcstivgcncn Registrierballons, ibidem II, 1, p. jo.

*) Hergeaall And (a, a. O.) mit dem Eiatiln tai die warme Schidit timù Fracbligkeltiinmlime.

Digitized by Google

Stttdlea fiber Luftweg en.

richtung ergibt, was enlweder durch Windabnahme und Keclitsürehung, oder durch Zunahme
und Linksdrehungr erklärt werden kann. Hermit wOrde Obereinstimmen, daß die Potsdamer

Wolkenbeobachtungen beide Wolkenarten bei frillendL-m sowohl als hei steigendem Rtrometer
finden (a-cu 31 Fälle bei steigendem, 25 bei tallendem Barometer; str-cu 15 Fälle bei steigendem,
8 bei follendem Barometer).

Da hicrmil dorh tinmal diu ReziehunR zur Wtdcrla^'C und damit die prognostische
Bedeutung der Luftwogen gestreift ist, so möchte ich gleich hier darauf hinweisen, daß man
an diese Frage meines Eraditens nicht mit alleiniger Benutztmg der Wogenwolken herantreten
darf.') Wenn keine Kondensation eintritt, oder wenn der ganze untere I.uftkfirper an SulIe
der bloflen Wellenberge kondensiert, oder sobald eine darunter lagernde Wolkeoschicht das
gnnze Phänomen verdeckt, sehen wir von etwa vorhandenen Luftwogen nichts. Fur den Zu-
sammenhang mit der Wetterlage ist aber offenbar nicht die mehr oder weniger zufallige Sicht-
barkeit, sondern das Vorhundensein maßiiibt-nd, und zwar wohl nicht so sehr der Wogen an
sich, als vieljiichi dci ^ie erzeugenden Diakon linuitatsflAche, die sich bei Drachenbeobachtungen
in Gestalt von Temperaturinversionen verrät Über die pFC^ostische Bcdeutimg solcher
Temperaturinversionen sind wir aber jrcpcnw.'lrtig noch nicht imstande, mit Bestimmtheit
etwas auszusagen. Bei der tfigiichen Ausftlhrung der Drachenexperimente hat man zwar den
^dmct^ als set eine ausgeprägte Beziehong ztu* Wetterlage voifeanden; z. B. tcftt beim Heran-
nahen einer tiefen Depre^^sion sehr oft eine starke Tlnufunp kleiner Temperaturinversioncn atif,
deren jede dann mit einer neuen Windzunahme verbunden ist und die in ihrer Gesamtheit das
Bild von zaUreidien dflnnen, überemander liegenden und sidi gegenseitig flberholenden Lttft-

t^ehiehtcn darbieten, wahrend auf der Rü( kseite der Depression mei.sl eine starke, fast adiabatische
Temperaturabnahme mit wenigen oder keinen DiskontinoitätsfUlchen zu herrschen pflegt, und
dnzdne besonders staike Inverslonen mit Vorliebe am Rande eines gut definierten Hodidradc-
gebictes vorzukommen scheinen. Eine einwandfreie prognostisdie Verwertitog ist aber bisher
noch nicht gelungen.

Wenn nun nach dem Gesagten allerdings eine eigentliche Verwertbarkdt der Wagen<
wölken für die unmittelbaren Zwecke der Prognose noch aussteht, so möchte in andererseits
ihre Fähigkeit hervorheben, uns ührt die meteorologischen Verhältnisse in der Unhe unmittelbtir
ohne jede Messung einen Autschluü zu geben. Sehen wir sie, so wissen wir sotort, daii an
der betreffenden Stelle eine Temperaturinversion und dn Windspntng vorhandsn ist Ob Redits-
oder I.tnksdrehunir, une! ob WindriTnahme oder Abnahme herrseht, wird man c;lcichfnlls —
wenn auch mit doppelsinniger Lösung ~ unmittelbiu" aus dem Vergleich ihrer Zugtichtung
mit ihrer StrdduichtuQg schliefen kdnnen.

Im vorangehenden ist schon mehrfach von der Ausführbarkeit von Messuniron bei
Luftwogen die Rede gewesen. Es sollen nun im folgenden zunîlchst diejenigen Falle zusammen-
gestellt werden, in denen bisher Luftwogen überhaupt zur Wahmdimung gelangten.

1. Durch direkte Beobachtung vnn einem Berggipfel oder vom Freiballon aus lassen
sich solche Wogen feststellen, welche sich an der OberfUtche von Wolken oder Dtmst bilden.

2. Wenn nur die Wellenberge der unteren Schidit Inmdensieren, so sind die Wogen

auch direkt von der Erde aus wahrzunehmen.

3. Unsichtbare Luftwogen, bei denen keine Kondensation eintritt, äußern sieb selu* liaufig

•) V«i|giL Kaftner. Ergebniaae wa BwbMlitan{«i fiber Wogniwolken ■■ 1900, p. ci6.

m. Beobachtungsmethoden.

Airreil Wcfeaer,

in den B«obaditungen der Battonfalirten in Gestah von Temperatttrscbwankungen. Man be-
merkt sie am besten, wenn mun Jif rît'<)!\'u'htun,i;t.'n in cine Zustandskiir\-p eintrtlirt.M

4. Auch aus weUenförmigcn Bewegungen des Ballons, welche im Harogramm der
Fnlift zum Ausdntck kommen, Uft sidi in den Fallen, wo kdn veitikaler Wind zu beobactaten
war, auf W.^sm schließen.')

5. Da DükontinuitiltHscbkhten stets mit einer Anomalie der Refraktion verbunden sind,
so müssen sich Loftwogen, die sich an der Didtontirndttttsfiache bOden, bd klarer Luft bis-
weilen in gewissen rhj'thmischen Sclnvankuflgnn der Refmktion bemerkbar machen. Hierher
gehören manche Scintillationserschcinungen , sowie offenbar das von Scidl') beschriebene
Phänomen von „Luflwellen bei Bora im Golfe von Triest", welche ein scheinbares Auf- und
Abwogen des gegenüberliegenden Ufers bewirkten. Auch die bei Sonnenfinsternissen be-
obachteten „fliegenden Schatten" scheint man in dicve Rubrik einreihen zu müssen.*)

6. Schließlich sind die Registrierungen von Drachen und Fesselballons zu erwähnen,
fttr weldie im folgenden das erste Material gegeben werden wkxL

r>ic Fraire, :iuf welrhem \\'epe nun dus flauptpnilMem, n.lmlifh die Feststellung der
in der Natur vorkommenden Wellenform oder Formen, zu lösen ist, dürfte gegenwärtig noch
nicht zu entscheiden sein. Es wurde schon weiter oben auf die stereoskopbdh-pliotf^pieipltische
Methode hingewiesen. Für einen standigen Beobachtei auf einer Bergstation \\ ürde es nieJu
schwer sein, auf diese Weise im Laufe der Zeit eine brauchbare Reihe von Wogenauf nahmen
zu erkalten, wèlche es gestatten, die rttondicbe Fonn der Wogen stereoskoi^sdi auszumessen
trod ihren Quersclmitt graphisch darzustellen. Allein man erhalt auf diese Weise nur die durch
Kondensation, und die mechanischen Einflüsse der Bergkuppe gestörte Wogenform. Ob es
auch möglich ist, auf Dimstwogen, welche die einzige zugleich ungestörte tmd sichtiiare Er-
schelnungsform darstellen, die photographische Methode anzuwenden, multdntaingestdlt bleiben.

Man würde aber bereits einen trroßen Schritt weiter kommen, wenn es gelange, für
eine größere Anzahl von Fallen, bei denen Windsprung und Dichiigkeitssprung bekannt sind,
einzelne Elemente der Wdlenform, z. B. Lflnge und Hohe, durch Beobachtung festzusielkn.
Mnn wflrdc dann in der l^ngc sein, dieses Materin! der Reihe nach mit allen theoretisch be-
rechneten Wcllenformen zu vergleichen, und indem man überall die Differenz Beobachtung —

Rechnung bildet, diejen^ theoretische Form zu er-
mittein, welche die I5eobachtungen am besten dar-
stellt. Gegenwärtig fehlt es hierzu noch an Material;
*^ denn es li^n bisher Oberhaupt nur wenige ge^
^ legentliche Messungen vor, welche die Vergleichung
nur eines Elementes, nämlich der Wellenlänge;, mit
-<w der Theorie gestatten. Es ist der Zweck der fol-
genden AusfOhnmgen Ober die Drachenregistricruo-
gen, auf eine neue Reobachtungsmethode hinzu-
weisen, weiche vielleicht sj'stematischcrc Untersuch-
ungen ermöglichen wird.
Bevor wir jedoch zur Mitteiluncr der Beobachtungen selbst Obergehen, möge noch kurz
auseinandergesetzt werden, iti welcher Weise die kleinen Temperaturschwanktmgen zustande

4» ^ U

■) Vßl. unter andcrm O. Baschin, H. Z. 1900, S. 331.
*) Vgl. Kurt Weceaer, Wetter, 1906 Heft L
•) M Z i89> S. 93».

Ô W. Kreb>, TUafsade Schatten bti dir SoBMnfimtenin
Bd. ito, 4074, & aS3.

90, Avgint 1905 Aatr. Mudtf.,

Digitized by Google

kommen, durch welche sieb die Luftwogen in den Registrierungen kenntlich machen. Wir
wollen dies an einem frei gewählten Beispiel ;m der Hand der Fitî 3 erlautetn.

An einer von KonderiKarion froien Schichtgrcnze hcirsche ein Temperatursprung von
0* (unten) auf 5* (oben). Die Erhebung des Wellenberges über die normale Ebene betrage
ebenso ide die Senkung des Tales wübar diesdix 100 m, und In beiden Schichten herrsche
ein TempemturîîcfâHe von 0.5* pro hundert Meter.

Ohne Wellenbewegung wurde also die Schichtgrenze in der Figur bei der Horizontalen 0
UegeUi und die ungestflcten Temperaturen ents|)rechen denjenigen der Linie A B. Tritt nun
die in der Figur angedeutete Wellenhewe^unp: ein, so \veril<^n im Wellenberp ^\blct5hlun£i: durch
adiabati&chc Expansion) alle Temperaturen sinken, und im Tal steigen, wie dies die eingetragenen
Zahlen zeigen. ■) POr eine konstante HOhe wird also beim Voibeizidien der Wogen ehie perio-
dische Temperaturschwankung eintreten, z, B. wird die Horizontale + 200 nacheinander die
Temperaturen 4.0, 4.5, 4.0, 3.5, 4.0 etc. verzeichnen. Ist nun umgekehrt das vertikale Temperatur-
gefalle innerhalb einer Schicht, imd die Temperaturschwankung in einer und derselben HOhe
dureh Beobachtung gegeben, so laßt sich die Wellenhöhe in allen Fällen bestimmen. Leider ist
die Temperaturschwankung nicht immer zu beobachten. Es sei nOmlich das Tcmperaturgcfalle

einer auf und nieder wogenden Luftschicht adiabatisch, also = jqqj^ trockener Luft ge-
funden, und entsprechend langsamer in Wolken, oder kondensierender Luft, so ist die Temperatur-
schwankimg bei Hebung und Senkung der Luft — 0, die Anwendung der Methode also un-
möglich. POr alle andern Falle hingegen ist sie brattcbbar, und wird am so zuverlässigere
Zahlcnwcrte liefern, je frrößcr die Temperaturschwankung i^, je weiter ddl also das Tempe-
raturgefälle der Schichten von dem der Adialmte entfernt

Herrscht nun z. B. Isothermiet so wird die Schwankung pro 100 m WeUenhOhe 1 *
betrac;en in trockener T.uft, und 0.,î* in Wolken; und offenbar bestehen allp;emein franz be-
stimmte Beziehungen zwischen den einzelnen Faktoren, welche in der folgenden Ideinen
Thtbdln Idar mm Ausdiudc kommen.

Weücnhfthe fîi)

1 <jü

I6o

I llO

1 Wi

i D 0

300

Jeweiliges adiibst TenqieratiirgefiUle pio loom (A)
Beobachtetes Temperatu^efllle pro loo ai (b) . .

I.O"
I.O*

I.O"

0.5*

I.O»

O.o»

O.S«

O.S»

0.S»

0l25»

o-s«

0.0"

0.5»
o.o*

OS«
o.o*

0.S«

14>*

ao»

025«

0.5«

I.O«

IS*

Setzen wir die leicht zu fibofalickenden Beziehungen in ebie Gleichung, so eriMften wir:

die Temperaturschwankung (d) in einer Höhe ist proportional der Wcllenhöhc fh) und

proportional der Differenz aus dem adiabatischen Temperaturgefalle pro 100 m (A) und dem

beobadttiecen TemperatuigeftUe pro tOO m (») und

. h . ■ 100 d

d-î55(A-6)midli-=^-^^-.

Man wird Uemadi aus der GrOfle der Temperatursdiwanlcung und dem Temperator-
gef&lle der Sehichten die \^'ellenhöhe berechnen können.

Die Theorie zeigt, daß die auf- imd abwogende ßewegtiog der beiden Medien in
grOterer Entfernung von der Didtondnultatsflflche immer sdtwfldier wird und schHelffidi in

') Der Einfachheit halber ist die atlmihliche Vermindening der Wellenbewegung mit zunehmender
Entfenuxng »on der PbiwwHnwiWtifUche «nberack^cbtigt gelMeen.

Digitized by Google

Airrod Wegcaer.

gcradlini«:e Bewegung Ubergeht Die Entferntuig, in ivddler letztem eintritt, hat efnen groten

Einfluß auf die resultierende Wellenform, weswegen auch für diesen Punkt die Herbeischaffung
von Beobacditungsmatcrial sehr wichtig wOre. Weaa ein I>rBchenm«teorograph langsam von
oben nacb unten durch diese Schichten hlndordigefalut wird, so werden schon in einiger Höbe
fiber der DiskontinuitfltsflAclie periodische Tempcraturschwankur.^cn auftreten, deren Amplitude
mit größerer Annäherung: «n dioselbc wachst. Wenn dur Drai. hen dann in die ci^'cntliche Zone
der WeUenbewtigung eintritt lin der Fig. 4 zwischen + ICIO und — iÜU;, so wird er an irgend
einer Stelle der Woge die Schichtgrenze passieren und hierbei die Inversion registrieren.

Die Grenztemperaturen können offenbar je nach der Eintrittsstelle des Drachens in
ziemlich weiten Grenzen variieren, in unserer Figiur zwischen +4,-1 und +6, +1, der Betrag
der Tempemtnrdifferenz der InTersioD dagegen ist in uaserem Beispiel flbemll konstant Dies

gilt allerdings nur für un^obliirtc ^^'cltcn. Wenn cÜl- untere Sehifht kondensiert, so ist nnrh den
früheren Ausführungen auch der Sprung im Wellenberg und -Tal verschieden. Besteht eine
Mischlingszone, so kann es auHerdem Torkommen, daß der Drachen beispidsweise an eraem
Wellenberge von oben in die Mischimgszonc eintritt, und unten in einem Tal wieder heraus-
tritt, oder umgekehrt wodurch die registrierte Inversion gleichfalls stark variieren kann.

In den meisten bisherigen Beobachttii^;en betragt die InTersion mehrere Grade, wahrend
die periodischen Schwankungen demgegenüber nur von differentialem Charakter mil
meist nur wenige Zehntelgrudc ausmachen. Es soll aber auch ein Beispiel besprochen werden,
wo sich bei einer veihaliiusniüüig geringen ia\ er^ion sehr große Wellen bildeten, bei denen
<Be Temperatorscbwankung dorch Hebung und Senkung weit überwog.

Im Folgenden sind nun noch eine Reihe ausgesuchter Drachenregistrierungen mit
Wogen diskutiert. Zu einer Zusammenfassung schienen die Beobachtungen noch nicht aus-
reichend; man wird bierfitr vielleiciht besser etwas weiteres Material» vor allem vem Freiballon,
abwarten mflaaen. Die Origina]rq;i5tricninge& sind auf Tafel n (p. 74) wiedeigegeben.

Stratus anrischen 1000 und 1800. An der Oberfiadie Wiadsprung von 10 auf 19 rops,

verbunden mit Drehung von .S^^' nach WSW, und einer Temperaturinversicn, im Aufstieg
nahezu sprunghaft mn fast 4*, im Abstieg um 22*, wo aber zugleich eine betrachtliche Mischungs-
zone existiert. Es waren also an der Oberflttche der Stratus-Wolke die Bedingungen für das
Auftreten von Luftwogen gegeben. In der Tat zeigen sich beim Abstieg in der Umgebung der
durch die Temperatut inversion eelcennzeichnetcn Diskontinuit.'Usschicht eine Anzahl periodi.seh
wiederkehrender kleiner Temperaiunsehwankimgen, die nach dem vorangehenden nur ids
WMmag von Luftwdlen anges^n werden kBanen. En der Fig. 1 der Tafd n ist die
Wind-, Temperarur-, Luftdruck- und Feurhtifrkeitsregistrieninjr des Marvin-Metcoropraphen
reproduziert. Bei der Luftdruckregistrierung sind die zugehörigen Höbenstufcn von äOO zu
500 m eingetragen. Der absteigende Ast der Kurve ent^pticht dem An&tieg des Dracheos.
Man sieht, wie zwisthen 1500 und 2000 plötzlich die Kurve sich verbreitert, eine Folpe der
durch den starken Wind hervotgerufenen Erschütterungen. An dieser Stelle sieht man bei

*} Es liegt auf der Hand, daß auch auf früheren Registrierkurven des Kgl. Aeronaut, Observ. Luft-
wogm ra erksimen •ind. Doch sind die F&lle »cht sjateautiicli gesammelt, uad «u der grofien Zahl publi-
tieiter Aviitlege lw«te imr adiwer lu cmdltda, wUiraid aie «Mluiatiita anch aiclit in lieklMr Waiae an eiaer
Berechnung der Wi>t;en1iiTi<,<(>n ccei(;net sind, wie die neaeren R^striernngeii, well die Umlanfoelteii der
Ubitmumetai froher 2u gering waren, als d«fi man die Deuer der Wogen mit awaretelieiidef Genaoi^ceit Una
ermitteln kennen.

1. Dracliciiautbücg vom 0. Dezember 1905.*)

Stiidim <lb«r Lilll«Oig«n.

6»

der Temperaturregcistrierung, die bisher der Loftdruckkurve ziemlich paralld vetVtS, cine pifliz»
liehe TemperatLir;;unahine, auf welche dann nieder die nonnale Abnahme bis zur Maximalhohe
fotpt. Auch die ^\'indzun;lhTne ist an der engeren Folge der Kontakte der Windregistrierung
gut zu erkennen. Da& Einholen des Drachens konnte nur sehr langsam erfolgen, da der durch
den heftigen Wind verursachte starke Zug den Haltedraht zu zerreUeo drohte. Beim Absttcir
wird wiederum die Inversion passiert, uiul in der Tempernturkiirvc sind hei A die vorenv.lhntcn
Temperaturschwankungen deutlich zu erkennen. Beim Aufstieg wurden dieselben wohl niu:
deswegen idcfat regtstriat, weil der Dradien xn sdinell in dem starken Wlade hochsegdte,
während er bei dem langsameren Ahsriep inncere Zeit in der Nahe der wogenden Dtsk-nnti-
nuitatsflacbe verharrte. Es scheint Uberhaupt die Kegel zu sein, dali Luftwogen nur beim
Absti^ r^striert iverden, offenbar weQ die Htflienanderung des Dradiens nur in diesein Falle
kontinuierlich genut? erfolgt, um die Periodizität der oieitt kleinen TemperatnrsdtwaniciiDgcn
in der R^[istriening erkennen 2U lassen.

Bs soll nun versacht werden, aus der Registrierung die Länge der Wogen abzuleiten.
Auf der Originalkurve sind im ganzen 8 solcher TempeniturweUen Von der Amplitude 0.1*
bis 0.7» erkennbar, die na< Ii der Papierskula auf einen Zeitraum von 17 Minuten entfallen
(der Zwischenraum zwischen zwei Zcitordinalen betrflgt bei der vorliegenden Registrierung
10 MfauiteB), so daß einer einzelnen Welle 2.1 RQnaten zukamen. Die größte Welle allein aus*
gemessen crpibl 2.5 Minuten. Die folpcnde Rechnung soll för beide Werte durchfühlt werden.
Für die mittlere Windgeschwindigkeit (14.5 mps), welche wir nach den früheren Auseinander-
setznngeii als die absolute Geschwindigkdt der Wogen betrachtoi, eigibt sich der hi 2.t (2L5)
Minuten zurückgelegte Windweg zu 1827 ■'21751 m. Dies ist nun aber noch nicht die Wellen-
lange selbst, sondern erst der schräge, vom Drachen ausgeführte Schnitt durch die Welle.
Die Wdleniftnge selbst wUrden diese 2!ahlen nur dann darstellen, wenn die Streichriditiuig

der Wogen senkrecht zum .Azimut des Drachens, d i. zur Zugriehtung verliefe, wetUl alSO OtU*
Wind2unahme ohne Drehung gefunden worden ware, was in imserem Bei-
^iele nidit der PaU Ist, wo Tielmdir fllr die untere Sdädit SW-TVInd, fdr die
obere WSW notiert wurde. Wie dies zu berücksichtigen ist, zeigt Fig. 4.

Ist ab der untere Wind nach Richtung und Geschwindigkeit (SW
10 mps), ac der obere (WSW 19 mps), so stellt bc — 10.4 mps den resul-
tierenden Windsprung dar, und die Wogen müssen, wie in der Figur ange-
deutet, scnkiecht zu dieser Strecke aufgeworfen werden. Halbieren wir bc,
so ist a d näherungsweise die Zugrichtung der Wogen, also auch die Richtung
des schrillen vom Drachen aasgeüBhrten Schnitts. Machen wir «Iso de 1827 Fi» 4.
bezw. 2175, so wird ef die wahre Weilenirtnj^c, welche sich mit hinrelcheader
Genauigkeit graphisch zu 1600 bzw. 1920 m ergibt

Bfaiem Vergleich dieser Werte mit der Theorie tritt namentUdi der Umstand entgegen,
daß die Mischungszone in unserem Falte eine außerordentliche Mflchtigkeit besitzt. Die tiefste
Temperatur der Inversionsschicht ist bei 1550, die höchste bei 1890 registriert, sodaß wir statt
einer DiskontinniUltsflfldie eme Stacht von 340 m Dicke haben, die offenbar auf stattgehabte
Brandungsvorgänge zurückzuführen ist Sehr bemerkenswert ist in dieser Hinsicht, daß etwa
»'4 Stunde vorher beim Aufstieg, wo die Inversion noch fast sprunghaft war, zugleich ihr Betrag
erheblich größer war, was gleichfalls auf eine inzwisdien eingetretene Mischung hindeutet Man
wird hiemach die .Möglichkeit nicht von der Hand weisen kOnnen, daß für die Erzeugung der
beobachteten \Vellcni,nnge nicht sowohl der durch Mischung verminderte Inver-îionsbetrag maß-
gebend ist, bundern der ursprüngliche Betrag, welcher der idealen l>iskontinuitatstläche entspricht
MatOrttdi ist es in uiserem Falle aber auch nicht zaUUssig, ohne weiteres tderfllr den beim

Digitized by Google

Alfred Wegener,

Auftdeg beobRchteten Betrag too 4* zu benutzen, da auûer den Brandungsvorfangen ja audi

noch weitLTt: Verilnderungen inzwischen < ingftrt'ten sein können. Nur soviel witd man an-
nebmcQ kOnnen, daß der beim Abstieg registrierte Betrag voo 22* jedenfalls zu klein ist.

In der Tat ergibt sidi nach unserer TabeUe für 104 mpa und 22* eine Wellenlänge
mm mebr als 4000 m» wahrend fOr 4* mnd 2500 resultieren würde.

2. Drachenaufstieg vom 12. Februar 1906.

Die am 12. Februar 1906 erhaltene Registrierung von Luftwogen ist insofern von be-
sonderem Interesse, als es diesmal nicht eine Windzunahme, sondern eine sprunghafte Wind-
abnalune war, welche im Verein mit dem Temperaturspnmge die Wellen erzeugte. Auch
herrschte an der Srhichtgrenze keine Kondensation, sodaß wir es hier mit dem störungsfreien
Fall der un&ichtbaren Luftwojren 7U tun haben. Da luGcrdem die Bedingunij der Sprun^haftig-
keit der Inversion verhnltnismaiiig gut erfüllt ist, so wird diese Beobachtung eine relativ fehler-
freie Verglddmng mit der Theorie zulassen. Fig. 2 der Tafel U gibt die Registrieraug des Anf-
sticfTcs in derselben Weise wie bei dem vorigen Beispiel. Die sprunprhnfte A^'indabnahme ist
in der Registrierung durch ein Schwimmen des Drachens in ein und derselben Höhenlage
gdcennzdcfanet Erst heim Einholen wurde er dnrcb die hierdurch herrorgerufene Iconstlldie
Windrcrstnrkunîî hochgeworfen Wiederum beim Abstieg sind in der Tenipcratiykurve (bei A)
die Luftwellen registriert. Die Registrierung zeigt hier so genau das oben als allgemeines
Beispiel geschUdeite Bild einer eiben tmd unten von IddoenTemperatursdiwankungen tmigdieaen
Inversion, daß wir sie ebenso gut dort als Erläuterung hätten verwenden können. Bemerkens-
wert ist die große Mächtigkeit, in welcher sich die wogende Bewegung der Grenzfläche noch
in beiden Scliiditen bemerkbar macht: die erste merkbare Temperaturschwankung tritt bei
1720, die leta» bei 640 m auf, also rund 700 m Uber und 400 m unter der Schichtgrenze.

Im ganzen sind vier Temperaturw-ellen reciistriert, zwei über und zwei unter der Schicht-
grenze, deren jede im Mittel »o5 Sekunden dauert (bei dieser Registrierung bedeutet der
Zw^cftenraum zwischen zwei Zeitordniaten nur 7 Minuten), was bei einer mittleren WwA-
gesrhwindijrkeit von 11.^ mps einem Windweg von 1037 m entspricht Da hier keine Wind-
drchung gefunden wurde, so ist dies immitteibar die Wellenlänge.

Aus unserer Tabelle ergibt sidi für die registrierten Werte, nflmlidi dnen Wndspning
von 4 mps und einen Tcmperatuj-sprung von 1", eine Wellenlänge von rund 1400 m.

Es soll nun der Versuch gemacht werden, auch die WellenbOhe aus der R^strierung >
abzttldteu. Dazu braudien wir den Betrag der Temperatursdiwankung und den Wert de*
Temperaturgefalles in den beiden Sehichten. Vm die Größe der Schwankimg zu erhalteUi
denken wir uns die Maxima der registrierten Temperaturschwankungen durch eine Linie ver-
bunden. Dann gibt der Abstand der Minima von dieser Linie die Größe der Schwankung an.
Bei den am besten definierten Stellen der Registrierung erhalten wir für die Obere LttftMllidit
eine Schwankurp um 0,3"*, für die untere eine solche von ö.l. Das Temiieraturp:efalle resultiert
lur die obere Sclüthi zu 0.13", für die untere zu 0.19"* pro 100 m. Nach der oben abgeleiteten
Formel ergibt sich daher fOr die obere Sdildit h — 34.5 m, und för die untere b » 123 m.

Es bedarf kaum der Envnhnung, daß dic*^e Werte iüs solche keinerlei Bedeutung haben,
und nur von methodischem Interesse sind. Die wahre Wellenböbe muß zweifellos erhebUch
grfliler gewesen sein. Denn abgesehen davon, daB diese Werte sldi auf Punkte bezieben,

welche der oiiiL- 200 m über, der andere ?s"'0 m unter der SrliichtgrL-n/e liegen, wo also die
auf- und ubwogende Bewegung der beiden Medien schon erheblich verflacht sein muß, ist ein-
leuchtend, daA die registrierten Tenqteratursdiwankungcn von 03* und 0.1* mcht den wahren
Temperaturtchwankungen ent^nrecheu MMuien, da ein Sdiwellenwert von gldcher GrSlen-

Digitized by Google

Stodka Aber Laftwotea.

ordntmg schon nOdg 1st, um den Thermofijaplien eines Marvin-Apparates überhaupt in Bewegung

zu setzen. Es unteilit-^ kfinem Zweifel, d.iß clie übliehen Drachen-Meteorographen für so
subtile Schwankungen nicht ausreichen, und daß dies« Beobachtungen, falls sie die WeUenhöhe
berechnen lassen sollen, mit erapfindlicherai bstrumenten erhalten werden mttBien. Idi glauhttt
trotzdem diese Methode wenigstens an einem Beispiele erläutern zu sollen.

9. KngeCballonaufstieg vom 19. Februar 1906.

Von noch geringerer Lnnge sind die am 19. Februar 1906 bei einem BallMiaufstiege
registrierten Luftwogen (Fig. 3 der Tafel II). Die Wogen bildeten sich hier an einer bei
1550 m liegenden DiskontinuitätsfUlche (vermutlich obere Wolkengrenze), welche von der Erde
aus durch einen bis 450 m reichenden Nebel vollständig verdeckt war. Wieder beim AbsH^
(in der Te mperatur und auch in di r Feuchtigkeit.skurve bei A) pelanuien die Wogen zur
Registrierung. Unterhalb der Schichtgrenze herrschte N 1 mps, oberhalb NzE 4 mps. Die
Temperatnrwellen dauern nach der Zeitskala der Registrierung mit großer Oberdnsdmmnng
je 70 Sekunden, was für eine mittlere Ccsch\vindip;keit von 2.5 mps einen schrägen Schnitt
von 175 m Lange ergibt. Da die Winddrchung sehr gering war, ist auch die wahre Wellen-
Iftnge nur wenig Iddner.

Fflr cint-n Wirui>]<runp: vi>n 3 mps und den registrierten Temperatiu^pning von 3.7*
gibt unsere Tabelle eine WcUenlOnge von 210 m.

4. Drachenaufstieg vom 16. Januar 1906.

Zum Schluß möchte ich noch einen eigenartigen, anscheinend sehr seltenen Fall der
Registrierung von Luftwogen besprechen. In Fig. 4 der Tafel II ist die am 16. Januar 1906 er-
haltene Registrierkurve reproduziert. Es wurde bei diesem Aufstiege eine Rcgistriertrommel
benutzt, welche bereits in 1 Stunde eine volle Umdrehung ausführt. Der Raum zwischen
2 Zcitordinaten betragt daher hier nur 1 Minuten. Der besseren Übersicht halber sind in der
RepFodukttoo nur die Abstiegsknrven wiedergegeben. Leider hat bei der Dnickregistrienuig
an der angedeuteten Stelle die normale Schreibung infols;e .\usgehens der Registriertintc auf-
gehört, doch ist auf der Originalkurve der wettere Verlauf noch hinreichend sicher angedeutet,
sodafl jedenfalls keine Zweifel fiber densdben bestehen IcOnnen.

lÜL-r zcipt nun die Temperatiu" eine Reihe von außer^ew.'ilinlieh großen Schwankungen,
welche eine sehr deutliche Periode aufweisen und offenbar nur durch Luftwogen erklart werden
können. Eine genaue Auswertung der Punkte der Teraperatumuudma und -Minima ergibt
folgende Ahlen:

IO>>

iih

Zeit

so.« Ol«

5a.S<Bi*

J4.7»'"

57.1 -i»

1.3

4-0 >^

Hübe in m ... .

1450

1250

ii8o

togo

1080

logo

IIOO

Temp. C» ....

1.9

1.6

4.0

i.a

2.3

»3

Rel. Feucht */. . .

7»

Die AmpUtudc dieser Temperaturwellen, denen solche der relativen Feuchtigkeit parallel
faufën, betragt im Maximtun 2i(*, die Zeitdauer einer Woge etwa 4 Minuten, woraus sidi unter

Berücksichtii;une der \Vindt;ese]i\virKligkeil vi.m '2Cj miis ein sehril.uer Sehnitt von 4.S km T^anpe
ergibt Die wahre Wellenlange durfte aber wegen nahen Zusaxnmeofallens der Zug- und Streich-
riditnng — info^ der sehr geringen GeschwhMBgkdtsdiKerews der Luftsditditen — sdir Tidi
Uemer sein. Leider gestatten die Beobaditungen in unserem Falle nicht, eme den froheren

Digitized by Google

Alfred Wagener, Stadien Aber Luft wogen.

BdspMeii analoge BerecfmoBg Uottr anfzastetten, indessen bestätigte dcb die gvoannte An-
nahme am Nachmittage d(«;selbpn Tages durch direkten Auerenschein, als Mrh an der vorher
wolkenlosen Schichtgrenzc str-cu in Gestalt von auÜergcwOhnlich groüen Wogenwolken bildeten,
die fast in der fHäMag ihrer Lflngsaxea zogen.

An der Gesamtamplitude von 2.8* hat offenbar außer der durch lïcbunp: und 5knkunir
▼erursachten Schwankung auch die an der Schichtgrenze selbst herrschende Inversion einen
Anteil, dessen GrOOe ädi aber nicht bestinunen laßt Die Penditiglceitssdiwankttngen spredien
daftlr, daß die Schichtgrenze wiederholt vom Drachen durchschnitten worden ist. Da indessen
ein scharfer Temperatursprung nicht hervortritt, so ist es wohl möglich, dafi in dem vorlie-
genden PaOe die Inversion verMItniamafiig gering war, vielleiditniir 1* oder weniger, wahrend
der grOlke Teil der Gesamtamplitnde auf Reduning der Hdning und Scnkning infolge anfiel^
gewöhnlich starker Wellcnbewepunp tu setzen ist.

Stellen wir die beobachteten und berechneten Wogcnlängen (Beispiel 1, 2, i) kurz zu-
«Rmniea, ao ergibt sidi folgende Tab^e:

beobachtet

berccboet

Verhältnis

1827—2175

sjoo

1.25

(ca. aooo)

1037

1400

«•35

»75

S10

too

HIttd 1^7

Wir müssen also in allen drei F.llten 2 bis 3 Zehntel der broharhtetcn Werte ztischlagcn,
um die berechneten Werte der Tabelle zu erhalten. Es scheint hier eine grundsätzliche Ab-
weichung der Beobaditang von der Theorie vorzuliegen, soweit die geringe ZM der Be>
Obachtung einen solchen Schluß gestattet.

Leider reicht die Zahl der verwendbaren Einzelfalle nicht aus, um der beredweten
Tabelle eine beobachtete entgegenzusetzen. Sidierlicb wird es aber eine dankbare Auigaba
der Drachenbeuhaehtungen und Freifahrten in Zukunft sein, hicrfOr Material zu Sammeln, atlS
welchem sich vor allem die Annahme über die Wogenform verbessern läßt.

Dann würde auch eine gründlichere Durchführung mancher Einzelheiten unsrer Dar-
stellung zweckmäfiig werden; so wird es sicherlich in Zukunft auch mOg^lich sein, über die
Windschwankungen, welche in den Wogen notwendipcerweise eintreten, und der Gesamt-
bewegung superponiert erscheinen müssen, Beobachtungen zu erhalten. Das Verhalten der
Dradien an SdbddMgrensen, nflmlidi das „Kleben" an der Schlcbtdberftache, audi wcim da-
rüber stärkerer Wirid vorhanden ist, und die hierbei imnncr mehr oder wenic^er deutlich her-
vortretende Neigung zum Gieren und Tauchen weist auf diese Bewegungsvorgänge bin, ohne
sie überzeugend beweisen zn kennen. Dagegen scheint es wohl denkbar, daß der Freiballon
hierfür geeignet i.^t; er macht, wenn er sich in Gleiclipewichlslage befindet oder schwimmt,
die Wellenbewegungen der Luft gezwungen mit, deren Details man daher in diesem Falle
unmittelbar aus dem Barogramm erhalt Sowek die Luft aber an dem Ballon vorbei steigt
oder sinkt, ohne ihn mltztuwluiien, UOt Sich ihre Bew^nog durch ein Vertikal-Anemometer
leicht ermitteln.

Einstweil«! moflte auf diese Ausführungen verzichtet werden, weil bei dem Mangel
an sachgemäß gesammeltem Material, ihre Behandlung nur umständlich und sdiwierig gewesen
ware, ohne zu einem befriedigenden Resultat führen zu können.

Digitized by Google

über das Ausmessen von Registrierballondiagrammen.

K. V. BASSUS.

Den folgenden Bctrachtunjren ist ein Biiro Thermo-Hygrc^raph Hcrgesell-Rosch für
Registrierballons, der Einfachheit halber mit nur einem Thermometer, zugrunde gelegt (Fig. 1).
Bja soldies bstmment Befert bekaontficb ein Baro-Thenno-Hypiograiiiin D (Fig.S), ans dem
auf Grund der Eichwerte des Instruments die meteorologischen Elemente des Aufstiegs, und,
falls eine Visierung vorliegt, auch die Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten für SHe
crreicliteii Hoben zu ermitteln sind ; Iderzu müssen znnadut dieOrdnaten zahlrefcber Diagramm*
pvaSttB, die zdtliche Zusammengehörigkeit der einzelnen Pimktc des Baro-, I h i n u- imd Hygro-
grsmins, sowie die Zeiten der Registrierungen (Abszissen) dtircb liessuiig bestimmt werden.

Die oberste Regel für jede Messung

Ist bekanntlich, ihre Genauigkeit in Einldang

ZV setzen mit ihren Grundlagen: die Grundlage
für die hier zu besprechenden Messungen bildet
die Leistung der Registrierinstrumente
HerKesell Bosch. Aus dem am Schlüsse
angeführten Uteraturverzeichnis sowie aus mir
von Herrn Dr. R Kleinschmidt des StraS-

burucr meteorologischen L^mdesdlenstesgfltigst
gemachten direkten Mitteilungen «gibt sich
als durchschnittliche Leistung dieser Instru-
mente bei richtig getroffenen Eichungen und
Atifstiegsbedingungen die sichere und einwand-
freie Registrierung von 0.2* C, 2 mm Hg nnd
0.1 min (das Hygrometer, dessen Veibaltien
bei niedrigen Temperaturen noch nicht näher
untersucht ist, sei hier und für die Folge außer
Betradit gdassen). Da nnn im Durchschnitt
0.2* C mit 0.1 mm Zeigerausschlag und 2 mm

Hg mit 0.13 nun Zeigerausschlag registriert

werden, mOssen âie Ordinaten der Kunren]nmkte des Thermo- nnd Barogramms auf min>

destens —0.05 mm hczw • 0.07 mm gemessen werden; da femer 0.1 min • 0.37 mm Um-
drehung der iü^triertrommel, müssen die Abszissen auf mindestens ^U.lti mm ermittell;
werden; wie genau drittens die zeitüdie Zusammengehörigkeit von Punkten zweier Diagnunm-
kurven zu identifizieren ist, ergibt die Praxis der Registrierballonaufstiege, aus der als Beispiel
angefOhrt sei, daß ein Registrierballon den „wärmeren Luftstrom in 10—15 km HMie" (Fig. 2
bd b angedeutet) mit einer Steiggesdiwindigkeit von 5 m/sec erteidite, dort einen Gradienten
von -f 2.0° C antraf, das Thermometer also 0.2* Temperaturänderung in 0.03 min " 0.12 mm
Drehxmg der Trommel D' (Fig. 1) registrierte, woraus hervorgeht, dafi die zeitliche Zusammen-
gehörigkeit der einzelnen Thermogramm- und Barogrammpunkte auf mindestens ^0.06 nom,
bd grOBeren Gradienten oder ^**iBI**^*"^"^li**'*** «ie in obifem Bei^iel noch ge-

K. V. Bassus,

nauer, festzustellen ist. Es ist hier noch anzufügen, daß derartige zeitlich zusammengehörige
Punkte der einzelnen Kurven, abgesehen von einigen, durch Erschütterungen während des
Flugs, z. B. im Moment des Platzens des Rations, gleichzeitig entstandenen tmd sicher als solche
zu erkennenden „Zeitmarken" auf einem Diagramm nicht ohne weiteres ersichtlich sind; solche
Punkte sind nicht etwa auf einer Senkrechten zur „Nullinie" (Fig. 2) gelegen, da weder von
vornherein mit genau gleichen Zeigerlängen des Registrierinstruments gerechnet werden
kann, noch die Zeiger wahrend des Aufstiegs ihre anfangliche Winkelstellung zu einander
beibehalten.

. * *

Um diese große Meßgenauigkeit sowie insbesondere die Identifizierung zeitlich zusammen-
gehöriger Diagrammpunkte bequem und sicher zu erreichen, habe ich mir folgenden Ausmeß-
apparat (Fig. 2) bauen lassen'): Eine Spiegelglasplatte G mit eingeatzter MÜlimeterteilung ist

in einen Messing^ahmen M gefaßt, an dem auf der rechten Seite die im Schlitz S nach auf-
und abwärts verschiebbaren Zeigerachsen Z, - Z„ auf der Unterseite der nach rechts und
links verschiebbare Index N angebracht sind. Auf der Glasplatte G liegen die Zeiger I — IV,
deren Langen verstellbar sind (Schlitze s) und die sich um ihre Achsen Z,, Z„ Z, drehen lassen,
mit Ausnahme des Zeigers IV, der nur in seiner Lange verstellbar und nicht drehbar ist.
Die Enden der Zeiger tragen Dioptervorrichtungen P mit senkrecht zu den Zeigerachsen
eingezogenen feinen Platinfaden F. Zugehörig ist noch das auf einem Reißbrett angebrachte
Führungslincjd L mit Minuten- oder Millimeterteilung, das dadurch, daß die Löcher für die
Befestigungsschrauben A reichlich groß gehalten sind, in gewissen Grenzen verschoben
werden kann.

*) Der Ausmeßapparat mit a Thcrmomctcrzcigcrn einschließlich Holzkastcn und Reißbrett mit geteiltem
Fahrungstineal wird von Ingenieur W. Sedlbauer, München, Ehrengutstrsße iS hergestellt und kostet 130 Jf.

Ober du Aubmwii von RegiatttetaUoadi^graouiieii.

Bevor man das Ausmessen eines DiiigradUUS mit diesem Ansmeßapparat beginnt, muß
derselbe nach den Ausmaßen des Registrierinstruments eingestellt werden, von dem das betref-
fende Diagramm herrührt. Hierzu kontrolliert man zunächst am Registrierinstrument (Fig. 1),
ob die Achse des Nuüseigers IV' geoaa parallel zur Oberkante der Grundpilatle H' aad «omit
auch senkrecht zur Achse der Registriertromm cl D' und der Zcigcrsflulc T' steht, und tragt,
wenn dies nicht der Fall ist, den Abstand a' seiner bchretbnadel von der genannten Oberkante
auf der Sttale T' dgens ab, wodurch man den Punkt Z«' erhalt (am AosmefiapparM, Flg. 2.
ist diese Parallelität des Nuîî;îeicers I\' durch die Führunii C daiicmd cewahrleisteC. Hierauf
greift man am Registrierinstrument, am besten mit einem Stangenzirkel, die Zeigerachsen-
iteMade Zt' — Z,', Z/ — Z,', Z/ — Z,' ab und stellt nach ihnen am Ausmeßapparat die Zeiger-
adisenahstande Z« — Z„ Z, — Z„ Z, — Z, mit Hilfe der in den Sciiraubenmitteln angebrachten
KOmer ein. Dieser Zeigcrachseneinstellung folgt jetzt die Zeigerl^ngeneinstellung, und zwar
zunächst nur für denjenigen der Zeiger 1', II', III' des Regfstrierinstruments (Fig. 1), dessen
Länge am wenigsten abweicht von dem auf der Kante II zu messenden Abstand
A'B' zwischen dt-r Trommelarhse B'C und der Zeigersuuk- T' (siehe später unter
„Prinzipieller Meiitehler-'j. Dies ist z. B. nach Fig. l der Zeiger iii', und man hat also in diesem
Fan, am besten wieder voit Ifilfe ebes Stangenziricds und der diesbexHgüicben Kdmer, am
Ausmeßapparat zunttdist nur die UUige des Zeigeis ID glddi der Lange des Zeigers DI'
einzustellen.

Sodann heftet man luch Fig. 2 das aaszumessende Diagranun D auf dem das Fflhnmgs^

lineal L tragenden Reißbrt-tt so an, daß der Anfang- der 4 Diajrrnmmkurvcn annfthernd in
Hohe des NuUstrichs der Teilung L zu stehen kommt und die „Nullinie" des Oiagranuns zur
FflhnmgSkante des Lineals L annähernd paraUe! und in einem derartigen Abstand liegt, daft
bei Hin- und Herschieben des nunmehr an das Fühnmgslineal L anzulegenden Ausmeßapparats
der Diopter des Zeigers IV stets auf die nNuIünie" des Diagramms weist. Die genaue Ein-
stellung der Parallelität, nach welcher die NuDinie auf Ihrer ganzen Länge innerhalb des
Diopters IV auch unter dem gleichen Intervall der Millimeterieilung der Glasplatte G
erscheinen muß, macht man nach Lockern der beiden Befestigungsschrauben A durch \'er-
schieben des Uncals L. Jeizi bchiebi man den Ausmeßapparat längs des Fühnuigslineais L
so aber das Diagramm, daß der Diopterfaden F desjenigen Ze^^ers, dessen Lange nach
dem betreffenden Zeiger des Registricrinstruments eingestellt wurde, in unserm
Fall also des Zeigers III, mit dem Anfangspunkte seiner Diagrammkurve, in unserem Fall also
des Barogramms, znr Deckung kommt, und stéllt unter Festhaltong des Ausmeflapparats to
dieser Lape die Lnncrcn der 3 anderen Zeiger nach den Anfaniis-punlcten der betreffenden
Diagrammkurveo ein. Endlich bat man noch unter weiterer Festhaltimg des Ausmeßapparats
den bdex M so nach rechts oder links zu Tersdiieben, dafl sich Indexstrich und NuUstridi der
Lineatteünng decken. ^

Das Ausmessen eines Diagramms mit dem beschriebenen und eingestdlten Au^efi-

apparat ist sehr einfach : man verschiebt ihn längs des Führungslineals L so weit nach rechts,
bis z. B. der Diopteriaden des Zeigers II, durch entsprechende Drehung auf das „Thermogramm"
gebracht, auf denjenigen Punkt des Thermogramms weist, der aasgemessen werden soll:
dann zeigen die Diopterfaden der durch r ' rechende Drehung auf das Hygro-
und Baropramm gebrachten Zeiger I und III eihne weiteres auf Punkte gleicher
Zeit. Nun werden die Ordinalen dieser 3 Punkte mittels der auf der Spiegelglasplatte G ein-
geatzten UOlimeterskala gemessen, wahrend die zugehdrende gemeinsame Abszisse to Mtouten
bezw. Millimeter durch den Index N an der Teflung des FOlirungBÜneals angv^jeben wird.

Digitized by Google

K, V. BiiHi, Obsr du AumoMn von Rggîitri e fbil l iMidiipwMiL

Nadi weiterer VerBCfaieboiig des AnsmeBapparats nadi redits tmd Nadidrehen der Zeiger
wird die gleiche Messung für 3 folgende Punkte des Diagramms Torgenommen usw. Die
Diopter halten hierbei parallalclische Ablesefehler hintan, die sonst leicht unterlaufen, da
zwischen Glasplatte G und Diagramm D zur Schonung des letzteren ein kleiner Abstand vor-
£:eseben sein mofi (vergL die Schnittzeichnung oben redits auf Fig. 2) und das Einstellen des
SpicgcIbÜdc«! der Ançenpupille auf den je weils zu messenden Diagrammpunkt infolge des
durch das Diagramm gebildeten schwarzen Hintergrundes im allgemeinen schwierig ist.

Bei Anwcndtmg dieses Ausmeüapparats wird, wie bei allen anderen Meßmethoden,
denen ein abgewickeltes IMagmmm zngnmdeliegt, ein prbudpietler MeBfdder gemaditt indem

der Apparat die Abszissen auf einer ebenen Flache D (Fig:. ^) aufsucht, -w.lhrend das
Registrierinstrament auf eine Zylindcrfläcbe D' schrieb. Der Apparat bezeichnet also als

die zum Korrenponkt P zagehörige Abfizisae die Stredce z'
statt der Strecke k. Für die Ermittlung der einem Kurven-
punkt P zugehörigen absoluten Zeit ist dieser Fehler, der mit
zunehmender Hohe allmählich bis zu enier halben Minute
anwachsen loum, ohne Bedeutung; für die Ermittlung zeit-
lich zusammencfeh i'lri«rer Punkte der 4 Kurven, wobei,
wie wir gesehen haben, kein größerer Fehler als i 0.06 mm
gemadit werden darf, kommt dagegen nur der Unter-
schied der verschiedenen x' — x zwischen Paro-, Thcrmo-
und Hygrogramm in Betracht, und zeigt eine einfache Rech-
nung, dafi, sofern die Zeigerlflngen a' am Registrlerinstrument
keine prilßere Differenz als i 2 mm geg;t n den Abstand
A' B' (Fig. 1) aufweisen und die Zeigerlangeneinstellung
am AusmeBapparat auf die weiter oben angegebene

Art und Weise gemacht wurde, dieser Unterschied für
olle in Betracht kommenden gegenseitigen Zeigerstellungen
höchstens j:0XI3 mm beträgt, somit belanglos ist @dk mOdite
hier bemerken, daß die Zeigerlängendifferenzen gegen A' B'
bei den 6 R^^triiärballonin.strumenten Hergesell-Bosch, die
ich bis jetzt im Gebrauch hatte, nie mehr als 1.5 mm be-
trugen). Aadi der Unterschied der Differenzen x' — x, der
durch verschieden große Zeigerausschläge ß oder verschieden schrfitre Stellungen der Schreib-
nadeln S entstehen kann, überschreitet, wie ebenfalls zu errechnen ist, in keinem in der Praxis
vorkommenden Fall ± 002 mm.

Messfetiter des AuimMnf»|Mi«li<

Mit dem in Vorstehendem besdiriebenen Ausmeflapparat ist, wie idi glaube, eine ein-
fache und leicht zu bedienende Vorrichtuni;; zum Ausmessen von Rei;istrierballündiairrammen
geschaffen worden, die es auch weniger geübten Kräften crmögUcht, sich sicher imd ohne
brungen auf einem Diagnumn zu orientieren und die grofle aufzuwendende Mefigenaniglcdt
insbesondere bezüglich der Identifizicrunu zeitlich zusammengehöriger Punkte
der verschiedenen Kurven auch bei raschem ^\rbeiten einzuhalten sowie parallaktische
Ablesefdiler zu vermefafen. Vollkommen fem liegt es mir d^jegen zu behaupten, es musse
ein derartiger Apparat zur Eràdung dieser Bfetgenauigkcit angewendet werden; ist es ja

Digitized by Google

A. de QvervaiB, IMhode, die SMmnfeB der hfibenn AtaBoepUiendiiditea m «tuMnoclwa. 71

due bdcannte Tatsadie, daft bd entspredieoder Sadikeontiiis, Gewisseohaftigkdt tmd Zdt-

aufwendung auch mit einfachen Mitteln recht genau gearbeitet werden kann. Also nicht zxir
Verbesserung! sondern zur Erleichterung und Beschleunigung des Ausmessens sei der
Apparat in enter LMe empfohlen.

Zum Schlüsse ist noch zu bemerken, daß der Aasmeßapparat bei Ausführung in den
der Fig. 2 entsprechenden I>imcnsiunen ohne weiteres auch fâr die Drachen-Re^^istrierinstru-
mente Hei^esell-Bosch bzw. deren Diagtanime verwendbar ist, und !>elbsiverständhch auf
Angabe 2nm Ansmessen der Diagramme aller anderen R^istrierinatnunente ansgefOlut werden
kann, deren RegistrierfoUe dvrcb ein Uhrwerk bewegt wird.

München, Juni 1906.

Literatur zu den Rcgistrierinatrnmenten Hergesell>fioacli.

1. Kapport de la comraiasioa intenationale a^roaaotique, lénaioii de Strasbourg du Jt mats

au 4 avril i^gS, annexe N" X

2. FiüLokuU über die vom 20. — 25. Mai 1902 zu bL-iiiri abgehaltene dritte Versammlung der
inteniMionalen Kommission tür wissenschaftliche Luftschiffahrt, Beilage Nr. 24.

3. Quatrième conférence de la commission internationale pour l'aérostation scicntifiqpae près
l'académie impériale des sciences de Saint-Pétersbourg 29 août — 3 septembre 1904, supplément N« 14.

4. J. M,T,ircr, F.xijrrimcntclir Untcrsucluinpen liber das Verhalten des Träp;heitskoeffi^ietUtn
der ventilierten Thermometer unter variablem Druck des aspirierenden Mediums (mit einem Anhang:
Einiges fiber dieTltiglceft der Scbwelxer Registrlerballonstation), Meteorologhclie Zeitschrift 1904 Heft II.

H Hergesell und E. Kleinschmidt : Über die Kompensation %'on AneroldbanMnetein gegen
Tempcraturcinwirkungcn, Beiträge zur Phys'k cicr freien Atmosphäre i Heft y

6. A. de Quervain, Untersuchungen Uber die Vergleichbarkcit der Tcmperatairegtotriemngen
in der freien Atmosph&re, mit experimenteller Bestimnimg der Tfttgheitskoefifizienten der vefsehiedeiien
Thermographen, ebenda I Helt 4.

7. H. Hcrgcscil und £. Kleinschmidt, Nachtrag zu der Arbelt M^^ber die KompoisatioB
von Aneroidbarometern gegen Temperatureinwirknngen, ebenda I Heft 4.

Über eine einfache Methode, die Ströniungen
der höheren Atmosphärenschlchtcn systematisch zu untersuchen.

Von

A DE QUERVAIN.

Welche große Wichtigkeit die Verfolgung der Flugbahn vun Kegistrierballoiui zum Zweck
der Messong der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der Loftmassen Us zu Hohen von
über 16000 m hesïtTt, ist in dieser Zeitsehrift nuf Grund von interessanten Beispielen schon
öfters betont worden, zuerst von mir'} und später, gestutzt auf die mit meinem Spezialinstrument
erhaltenen Resultate, auch von H. Hergesetl*) und K. Wegener.*) Man darf annebmen, daß
in Zukunft diese Rahnbe>timmun>ien bei Registrieraufstiegcn Qhcrall werden als sclbst%'erstand-
liche Vervollständigung des Experiments ausgeführt werden, soweit die Witterung es erlaubt.

Hier mochte ich ntir knn anl dne Ergaasung diâer Stromiuigslsestimiinmgea hin-
weisen, die allgemeiner Beachtung wert sein dürfte. Die Bestimmungen mit Hülfe des Registrier-

0 DteM Zeitsebnit B. I, p. 47. — ') Diese Zaitschrift Bd. I, pL 143. — *) Kesa Zaitschrift B. n, p. 30.

Digitized by Google

78 A. île Qnervkls, Meftiode, die Stitaungmi der Mhsnii AtnuMpliiniHdilditen ni «atieiindtea.

Iwllonst so hohes Interesse sie durch die Ver^ldchoii^ mit dem Diagramm des R^cistrier-

instruments bieten, haben do* h Jt n X.u hteil, daß sie wetien ihror Knstvpiditrkc it nur verhalt-
nii>roaftig selten ausgef aiirt werden können, und deshalb die Luf t&trOmungcn nicht system^tisch
sondern audh nnr gelegentlidi za untersachen g(e8tatteD.

Es hat sich nun gezeigt, dal! man mit vorzüglichem Erfo^ an SceQe des Registrier-
ballons auch ganz kleine und billige Pilotballons verwenden kann, sobald es nur auf die Unter-
suchung der Luftbewegungen allein abgesehen ist. Aus den Versuchen, die ich zuerst in biiaß-
bürg und dann in Zürich M angestellt habe, imd deren £n|[eljniase durch die weiteren bezQgUchen
Erfahrungen von Dr. Kleinschmidt und Dr. Rempp am Straßburper Institut bestätigt
werden, kann man Pilotballons im l'reise von 4 Mk. (etwa 44 gr wiegend), denen man einen
Anfangsauftrieb von etwa 200 gr gibt, mit meinem Speziattheodoliten bei heiterem Wetter Ms
zu Höhen von 10 1" lern \'crfol£;en, und zwar selbst dann, wenn in den höheren Srhichten
heftige Winde die ballons sehr weit entführen. Es bat sich gezeigt, datt wegen der besonderen
Art, wie ^e sehr durchsichtigen PHotballons das Licht reflelctiereii and dordilassen, ihre
Sirhtbarkeit unter Umstanden ^L■l^-^l die der vii.T j^rrißcrcn Keecislrierballons übertrifft. Dir Ge-
nauigkeit der aus den Pilotaufstiegen abzuleitenden Angaben beruht natQrlich vor allen darauf,
wie genau die HOhe des Ballons als Ftaniction der Zeit bdcannt 1st Bei den TtegistrierbaUons
ei^eben sich diese Höhenwerte aus dem Registrierdiagramm. 15ei den Pilotballons dagegen
müssen sie aus dem Anfangsauflricb abgeleitet werden; dies kann mit einer für den Zweck
der Messungen genOgendcn Genauigkeit geschehen, und zwar ein für allemal in empirischer
Weise, vielleicht morgens früh bei sehr ruhigem Wetter, wobei am besten nach der von
Dr. Kleiiisehmidt vorgeschlriKeni-n Mctliode di.r Ballon an einem leichten und 20—40 TO.
langen i'aden zur beliebigen W iederholung des Versuchs gefesselt bleibt.

Man hat <fie Berechtigung, nach Analogie der Segistrierballooaufetiege anzunehmen,
daß mindestens bis zur Höhe von lOWt m die Vertilcnltresrbwindipk'cit annnhemd konstant bleibt.
Aus angestellten Versuchen ging hcr^'or, dai; die genannten Pilotballons selbst im Zustande
grOfiter Ausdehnung nicht mehr als 8—10 gr Auftrieb pro Stande verlieren. Da eine Anderunsr
von einigen Gramm im Auftrieb die Steiggeschwindigkeit gar nicht in merklicher Weise beein-
flußt, und der Aufstieg nicht langer als eine Stunde dauert, kann man über diesen Punkt vor-
lAu^ beruhigt sein. Eine Bestätigung durch Einvisienmg von zwei Ba^spunkten aus mOfite
ehie allerdings sehr erwünschte Bestätigung ergeben.

Die Ableitung der Horizontulprojektion der Flugbahn, atis der sich Richtung und Ge-
sdiwindigkeit ja unmittelbar ergibt, kann sehr «nfech und schnell erhalten werden; nach den
von mir angestellten Versuchen am besten so, dafi man den Radius vector mit dem Rechen-
Schieber oder mit einem eine einzige Seite umfassenden T.ingenteniäfelchen numerisch be-
rechnet, und dann in der dem Azimut entsprechenden Richtung auftragt. Fur IcUici a Zweck
habe idi einen VoUkreistransportetu' mit einer entsprechend eingeteilten langen Alhidade kom-
binieren lassen. Dieses kleine Ilülfsinstrument erfüllt seiner Zweck sehr gut. Binnen 2 Stunden
können so, die Zeit der ßallonverfulgung einbegriffen, die Bewegungen des Luftmeers bis zu
ebter Hohe von 15000 m numerisch festgelegt sebi.

Da naeh drm voi ht i-^^ehenden diese Mi-thode ebensi * billic; wi.' bequem und schnell ist,
möchte ich hier ihre Durch! ülirung in großem Maßstabe nachdrücklich befürworten. Es wird
selbst stachen Instituten, die nicht Ober besondere Mittel zur Untersudittog der freien Atmosphäre
verfügen, mnj^lieh -^t in, solche Messungen an allen geeigneten Tagen in iiir Programm
aufzimehmen, imd in i»ehr viel versprechender Weise an der Erforschung der atmosphärischen
Zirlndatifm nützuaibeiten.

') Mit UntenHttnng dar idnr^. oietoorolofi Zentniwutalt

über trockene Zonen der freien Atmosphäre.

Von

ELMAR ROSENTHAL.

Unter dem Namen „obere Störungszone" hat wohl zuerst SQring eine cigencQmliche
ErschdiraDg der freien Atmosphäre besdtrieben, die er in folgender Weise schildert') IDie

obere SWrunt^szone, ^aiit er. fallt im einfachston Fi.'te mit der oberen VVolkengrenze zusammen
ttnd ist gekennzeichnet durch plötzliche Temperaturzunahme, spnuigweise Feuchtigkeitsabnahme
und zuweilen dorch startces Anwachsen dû" Windgeschwindiierlceit Sürini^ fahrt dann weiter
aus, daß die FeuchtigkeitsJlnderung keineswegs durch die Trmprratur/unahme bedingt, soiidtM n
bedeutend größer ist, als es der letzteren entspricht, ja manchmal ganz allein die Zoae charak-
terisiert Es ist eben stets auch eme starke and plötzliche Abiuüune der sperifisdien Feuchtiff'
kelt yorhanden. Die in der angefahrten Publikation gegebene Tabelle X der Stürungszonen
zeigt im Vergleich mit den entsprechenden Temperaturtabellen, daß oft statt der Inversion
eine Isothermie oder auch nur eine merklich verlangsamte Temperaturabnahrae vorhanden ge-
wesen ist. Eine untere Wolkenschicht wurde in etwa einem Drittel aller Fülle beobachtet;
die Ändt'runj; dtir Geschwindiiikc it und Richtunsî des Windes t ru;ab kein gesetzmäßiges Ver-
halten. Sonach gilt dann als Charakteristikum der Stürungszone der sprunghafte, recht be-
deotende Abfall der relativen FeuchtiglEeit. Im weiteren vertikalen Verlanf der Stttrungszone
sinkt dann die Feuchtigkeit gewöhnlich noch um einige Prozent, so daß ihr absolutes Minimum
meist um viele Hektometer höher liegt als der Anfang der Zone; dann nimmt die Feuchtigkeit
langsam wieder zu. An der oberen Grenze der Zone wird dann wieder ebie plMzUdie Zmmbme
der FeuehtijTkeit beobaeiilel. i.o duß die troekene Zone /wischen Seliiehteii von mittlerer oder
hoher Feuchtigkeit eingeschlossen erscheint. Die so charakterisierte Zone großer Trockenheit
wird „obere" genannt, weil sie eine Erscheinung der freien Atmosphäre ist und dtu*cb den
Erdboden nicht oder nur indirekt beeinflußt wird. Die nicht selten unmittelbar über dem
Erdboden lagernden Schichten von Dimst und Staub, welche gewöhnlich Störungen in

der regelmäßigen Verteilung der Feuchtigkeit bewirken, ergeben die „untere Stönmgszone",
die sich vom Erdboden an bis hinauf zu etwa 400 m erstrecken kann.

Die im vorstehenden geschilderte Ei s.oheiniiti;i; soll nun an der Hand des in/u i^ehen
angesammelten Beobachtungsmaterials aus dem tiebict der freien Atmosphäre sowie aut
Grund einiger eigener Beobachtungen und Versuche näher studiert werden. Dazu wird es
notwendig, eine strcnccc, ziffernmäßige Definition aufzustellen, um jede WilllcOr bei der Aus-
wahl der Falle auszuschließen. Hierbei muß namentlich aucli auf die Form der Publikation
der Berlin-Lindenberger Beobachtungen Rücksicht genommen werden, da dieses reiche Be-
obachtungsmaterial, das nun bereits für drei vollständige Jahrgänge täglicher Aufstiege
gedruckt vorUegt, keineswegs unberttcksichügt bleiben darf.

Sehen w&r uns also die Zahlen der Sttringschen Tabelle etwas naher an.

Das jedesmalige absolute Minimum der Feuchtigkeit ist für dii- Charakterisierung der
Trockenzone offenbar bedeutimgslos, denn es schwankt zwischen ü und 81*/,, Wesentlich ist

■) Afimann u. Berson, WiM«iMchaftUchc Lutüahrtcn Iii Üd. 151.

•) i c pg. 15t.

■«Inl^ m Ml« te bwtaB AaMMfMn. IL M

Digitized by Google

Elmar Kosenthal,

hingegen, wie schon hervorgehoben, die sprunghafte Abnahme der Feuchtigkeit, die oft fOr
höchstens SO— 100 m Höhendifferenz 20*f,— aO*f, oder sogar mehr betrttgt Das ftllt nament-
lich beim Vergleich mit einem anderen interessanten Wettertj'pus auf, bei dem die Feuchtig-
keit glcichf.'dlii mit wachsender Höhe abnimmt und den SQring dem Gebiet der vorwiegend
vertikalen Luftbewegung zuordnet und durch Tabelle VIII') erläutert. Im letzteren Falle ist
die Feuchtigkeit>Mibnahme annUhemd gleiClMMflKg und verhältnismäßig langsam und betragt
im Mittel 4 7° ,, per 100 m; our io drei von den angefahrten 22 F&lien ergibt sich ein Gradient
von mehr als 6°jV

Versucht man hingegen mich far den Anfang der StOnmgszone einen Gradienten zu

berechnen, indem man auK Sflrtngs Tabelle X die jeweils engsten HöhenintcrvallL' aufsucht
und die entsprechende l^'cuchtigkeitüOnderung auf 100 m reduziert, so ergibt sich ein Gradient
von 16 -7% In etwa der HSlfte alter Falte betragt die gesamte Penchtjgkdtsandenmg in
dem ins Aum gefaßten kleinsten rntcrv;ill 3."'",, und nur in i aller Fälle ist sie < 2n«'„.
Beachten wir jetzt, dafi die Berlin —Lindenberger Beobachtungen*) die Werte der meteoro-
1<^;isdien Blemente immer nor für je 500 m Höhendifferenz mitteilen, so werden wir zur Er-
kennung einer etwa vorhandenen Trockenzone fordern müssen, daß die Feuchtigkeitsabnahme
> Sä'f, sei, was .nlso einem Gradienten von ?•/, entspricht, also bedeutend mehr, als in dem
Fall der gleichmäßigen Feuchligkcitsaboahme.

Wir wollen dann der Gleichförmigkeit wegen diesen Minimalgradienten auch für Äe-
jenigLr! lleolvicliiunucn bcihcluilti n, hei denen die Wette au>h für kleinere Höhendifferenzen
mitgeteilt sind, aber dann noch die I-urderung hinzufügen, daß die Feuchtigkeitsabnabme jeden-
falls im ganzen a 20*^, betragen soll. Von den Berliner Beobachtungen sollen selbstverständlich
auch dicjeniircn Ffillr mitfjenommen werden, bei denen die in cî( r Anmerkung hinzuccfflpten
Angaben zeigen, daß die oben aufgestellten Forderiuigen erfüllt sind. Die beiden oben unter-
schiedenen Falle werden durch die gewählte Definition zwar nicht streng ausetnandergehatten,
indessen sit ht man dt ich, J.iG nur in ^fi" ,, Jer einen Gruppe ausgeschlossen und etwa eben-
soviel von der anderen statt dessen mitgenonunen werden können. Der Versuch, die sprung-
hafte Peuditigkeitsanderung etwas scharfer hervorzuheben, scheitert an dem Umstände, dafi
die meistenteils benutzten Registrierinstrumente eine nur heschnirkte und zudem variable
Empfindlichkeit besitzen, sodaß sehr viel von den technischen Details des in Frage kommen-
den Aufstieges abhangt. Die Freifahrten dagegen bewegen sich ja nicht in einer Vertikale,
und die Häufigkeit der Ablesung, sowie die Geschwindigkeit des Aufstieges spielen auch in
diesem Fa!le die Rolle von Zufftllickoiten. Immerhin inGt sich di>cli in den allermeisten Fallen
unschwer erkennen, ditß es sich in der Tat um eine sprunghalte Feuchtigkeitsubnahme
handdt, was oft sdxm vom Beobachter selbst bemetltt worden ist.

Untersuchen wir zunnrhsr die ^^eographi-^c he Wrhreituncr der soeben definierten
Erscheinung. Da die „wissenschaftlichen Luftfahrten" sich zunächst auf die nähere Um-
gebung von Berlin beziehen, so ist es selbstverständlich, dafl auch die Berliner Dmchen-

heo^arhtunixcn die frairlirhe Frscheinung sehr häufig n ichweisen, was weiter unten nodi
genauer uusgefühit werden soll. In I'awlowsk werden die Trockenzonen gleichfalls hftitfig
beobaditet, wie unter anderem auch schon aus zwei Arbeiten von Rykatschew*) hervor-
geht, welche die Temperaturinversion ziun Gegenstande haben und daher auch auf die Fälle
sprunghafter Feuchtigkeitsabnalmie als auf einen speziellen Fall hinweisen. In Jurjew zeigte

') I- C. pg. m8.

*) Ergebnisse tier Arbeiten am acrünautischcn Observatorium. 1903, 1904, 1905.
■) Rykatschew, Qudquea résultats etc. IV conference de I» canmiss. intern, pour l'aéroM. sdent
Sapptén. SI. Rykatschew, Note piélifliiiiiire etc Het Zeitsdir. „Hann Bd." pg. 174.

Ober tMCfceae Zooea der freien AtOMmi M rc.

vom 10 im Jahre 1904 ausgefttbiten Anfedegen*) einer eine charakteristische Trofdcenzone. In

Kasan') findet sich unter 5 Aufstiegen, bei denen Feurhtigkeits;;ingabnn nus rerschieclmen
Höhen erhalten wurden, einer mit starker loversiun und sprunghafter Feuchtigkeiisabnahme.
Hergfesel!*) fand Ober dem Bodensee ttnter 24 BeolMuäitai^EStaseii 4 mit dner Trodrenzone fai
etwa lOOO m Höhe. Eine große Zahl zum Teil recht charaktcrisli^ehcr Falle waiden in Jût-
land'J 1902—1903 beobachtet. Unterzieht man die Beobachttmgen an den intematiunalen Tagen*)
ôncr genaueren Durchsicht, so sieht man, daft Cast an jedem Tage an 1—3 Stationen, meist
in verschiedenen Höhen, die in Rede stehenden StOningszonen oder Trockenzonen angetroffen
wurden. An 56 internationalen Tagen, deren Beobachtungen bis jetzt gedruckt vorliegen,
finden sich an 48 Tagen Trockenzonen und zwar im ganzen 117 Falle, die sich über ganz
Bnropa (außerdem Blue Hill) verteilen. Dabei muß im Auge behalten werden, daß vielfach»
namentlich in den ersten Jiihrcn, Angaben über die Feuchtigkeit fehlen, so daß die Ausht ute
jedenfalls viel größer ware, wenn vollständige Heubachtungen vorlägen. Aus dem Gesagten
gdit herror, daJl die „obere StOningszone*' ttberali in Europa (z. R Kasan, Guadalajara etc.)
hflufip: angetroffen wird. Aus Nord-Amerika liefert un< P.!ueHi!l*i fnrtlnufend Beobachtungen
aus der freien Atmospbäre, und auch hier finden sich unsere Trockenzonen häufig. Aber
mdit nur Aber dem Pestlande, auch Uber dem Meere werden in annähernd denselben Höhen-
lagen ganz .Ihnh'ehe Erscheinungen benhachtet. Die auf Initiative von Teisserenr de Bort')
im Katt^at veranstalteten Aufstiege ergaben in U Tagen 4mal eine Trockenzonc. Berson
und Elias*) fanden einen Pal! in den danisdien Gewässern, ein zweiter in der Nabe -von Spitz-
beisen ist nicht ganz deutlich angesprochen. Im Sommi i 1906 fanden sich, wie icli dwdt
freimdliche persönliche Mitteilung von Prof. Dr. Herj^esell erfahre, die Trockenzonen tlber
dem Polarmccr in 70'— 80» N-Brdte bei allen gelegentlich einer Expedition des Fürsten von
Monaco veranstalteten Aufstiegen. Im Finnischen Meerbusen machte Kusnetzow') eine solche
Beobachtung. Dines und Shaw'») beobachteten 1902 und VK)?> 7m. il eine St"5runps7one.
Simpson") traf sie in der Nordsee 3mal, Cave") in Barbados wahrscheinlich auch mchrtach;
die gedrängte Form der Püblllcation gestattet aber die sichere Brltennung einer Trockenzone
nur in einem Falle. In der Passatregion h;it zuerst Hergesell") eine unserer Stfirunpszrne
ganz ähnliche Erscheinung als in diesem Gebiet häufig vorkommend, hervorgehoben. Die auf
Initiative von Telsserenc de Bort und Rotch'*) angestellten Beobachtungen haben dieses
Resultat bestätigt: sie ergaben in 7 F/UIen untt-r 21 i'ine der Störung.s/öne gani: ahnliche Er-
scheinung. Die in letzter Zeit in EngUmd imd in Indien regelmäßig angestellten Aufstiege
warai ndr leider tdcht zuganglich. Es untcrUegt aber nadi dem Gesagten wdld Iceinem Zweifel,
daß sich auch unter ihnen eine bedeutende Anzahl Trockenzonen finden dürfte. Ich glaube
auf Grund des mir vorliegenden .Materials die Behauptung aussprechen ZU dttrien, daß die
oben definierten Trockenzonen überall utif der Welt häufig angetroffen werden und zwar ganz

H Meteor. Beohu in Jvijew ige«.

<) DL Aerea. MbteiL Ifal 190«. pg. 159—16).

^ Behrtge rar Physik der fnsien AtmosphSre Bd. I pg. i.

•) Travaux de Ii Station Franco-Stnmlinave ilr .SimrJ;i^t_", Ai'ricn'^ Vibor^ i''to^.

*) Veröffentlichungen der intcruaüuiukii Kuinmission (ur wissenschaftlichc Luftschiffahrt 1901 — 1905.

•) Annais Astr. Obs. Harvard Coli. Vol. XLII P. L Vol. LVIU P. II, P. XU,

^ Travaux de la Station Franco-Scandinave.

*> Bifebnisse der Aibeiteii ein aeniiaatttiaclien Obtervatorinm. 1. Okt 1901—31. Des. 1901. Anhang e.

•) Observatoire de Cota/taatiù. Étude de l'atmosphère F. II St. Tdtcrsboarg 1906, (4. IX. 1903),

'•) Philosoph. Transact. R. So«. A.Vol. aoa pg. 113—141. öuarL Joum, R. Met>Soc. 1904. AprlL

") ^art. Journ. R. Met. Sqc i 7c"> Jan

'*) Meteor. Zeitschr. Juni 1905, Nov. 1905 u. a. a. O.

») lleleor. Zeitachr. „Hub. Bd." pg.

Elnir Rosenthal,

nnàUHta^ davon, ob die unter ihr lies^ende ErdoberflAdie von Laad oder von Wasser be-
deckt ist.

Die Frage nach der zeitlichen VerteilunR der Trockenzonen beantwortet sich
einwandfrei an der Hand der Berlin-Lindenber^jer Beobachtungen, die ja einen dreijährigen
Zeitraum mit täglichen regelmäßigen Aufstiegen umfassen. Eine anf dieses Material gegründete
Stutistik ist jedenfalls als fiLÏ von Willkür und Zuffllfigkeiten anzusehen Ith habe dieses
Material, ausgehend von den oben angeführten Grundsätzen, durchgesehen, wobei nur Trocken-
zonen, die oberhalb 500 m anfangen, mil|renoinnien wurden, und unter den 1096 Tagen der
Jahre 1903—1905 im ganzen an 267 Tnj^en Stürungszonen angetroffen, also an rund 25*/, aller
Tage. Diese Zahl der Tage verteilt sich auf die Jahreszeiten, wie folgt:

Winter FrOhlinf Somaer Herbat
Zahl der Tage a4 61 55 67

Prozente 31«", 23«; 22»', 24»/,

Der Winter weist lüermich eine etwas größere Zahl als der Sommer auf. Indessen
dOrfte dieses OberRewicht nur scheinbar sebi und zwar aus folgenden Grtbiden.

Ersten^ ist die Feuchtigkeit in den unteren Schichten im Sommer im allgemeinen ge-
ringer als im Winter, so daJ{ die durch die Définition geforderte groik Feuchtigkeitsdifferenz
hn Sommer etwas sdtener en«idtt wird. Zweitens werden wir gleich sehen, dafi «Ke Trocfcen-
zonen im Sommer höher liegen als im Winter, und da die Drachenbeobachtungen nur einen
relativ geringen Höhenbereich umfassen, so kommt es dann häufiger vor, daß sie die mög-
licherweise in größeren Höhen vorliandenen Störungszonen nicht mehr erreichen. Falls also
eine jährliche Periode in di r Häufigkeit der Trockenzonen doch vorhanden sein sollte, so ist
dieselbe wohl unbedeuti lul und Iflfit sich jedenfails mit HOlfe des zur Zeit vorliegenden
Materials nicht nachweisen.

Bemerkenswert ist dagegen, daß die Trockenzonen eine gut ausgeprägte Ne^;ung
zu zcitliv bor Konstanz zeigen. Von den ancrc-führtm 26" Tagen waren weniprer als die Hrilfte,
nämlich 122, vereinzelt; 2Smal wurden Trockenzoncn an je 2 aufeinanderfolgenden Tagen
beobaditet, 16mal an je 3 aufeinanderfolgenden Tagen, Snml an je 4 Tagen und fe einmal
hielten sich die Trockenzoncn je 6, 7 und S Trifrc lang. Der Icizicre I'all, vom 27. X. bis
3. XL 1904, ist besonders bemerkenswert und kommt noch später zur besprechimg. Es muß
nodi erwähnt werden, daß sich auch zwisdien den vereinzelten Tagen oft Bhideglieder finden,
an denen der Fcuchtigkeitsfall nur etwas weniger als durch die Definition gefordert, ausge-
prägt ist und die daher nicht mehr berücksichtigt wiu^cn. Anderenfalls hätte sich eine viel
bedeutendere Erbalttmgstendenz und eine viel größere Häufigkeit der Trockenzonen ergeben.

Die mittlere Höhenlage der unteren Grenze der l^ockenzonen ergibt sich aus
foluender, auf die oben ijenanntcn Periincr Beobachtungen geirrflndeten Statistik. Ich teile
gleich die FrozenUiüikn vun allen in der betreffenden Jahreszeit, respektive im ganzen Jahr
beobachteten Pflllen mit. Die Hohen wurden dabei immer auf ganze Hektometer abgerundet

HAhe

JOO— xooo

1 100 — 1900

MOO — 3000

> 3000

SunuBB

Wintrr

65 >

19 V

IS'.'

100

Frühling

100

i U

100

Herbst

100

Jahr

1 «

100

Digitized by Google

Ober ttociMM Zonen der flreleii AtmoipUn.

Man sieht dentSdt das Voliiemdien der niedrig Uzenden Tr(K±«nzonen Im Winter

und umgek't hn das st;uke Zurücktreten dieser Höhenlage im Sommer Im Jahresdurdischiiiitt
ist doch die niedrigste Höhenlage die häufigste.

Etwas anders liegen die Verhältnisse bei SQring. Er Iflit ifie moliere SHMitngStoiW!"
im Minimum ^clion hei 300m H<ttie beginnen; trotzdem yerteilen sich die von ihm beobach-
teten Falle wie folgt :

Hohe < tooo m > looo m > tooo m > 3000 m > 4000 m
Ziihl der Halle 13 24 8 4 1

Hier dürfte sich aber wohl dit prt-'ringe Anzahl der Fülle in der niedrigsten Höhen-
Sdlidlt ans den technischen Bedingungen der bemannten Fahrten erklären, welche diese
unterste Sdiicht gewöhnlic h sehr schnell durchschneiden, oft ohne Beobachtungen »fiatelleii
7u können. Ähnlich erklärt sich dann \ iclleitht auch das VorhcTTsdio» der „Stf»runprs7onen"
in der mittleren Höhe von 10Û0 bis äXX) m, in der die I3allons gewöhnlich am längsten treiben
und daher die grOBte WahrsdieinlidilEeit lialxn, irgendwo dodi noch eine .^tOmi^iszone" anzu-
treffen. Über 3000 m trifft mnn die untere Grenze der Trocken^^oncn nur norh recht seiter, was
natürlich teilweise dadurch erklärt werden kann, daß die Drachenbeobachtungen diese Höhe nur
selten flbersteigen und audi bemannte Fahrten in diesen Hohen doch nicht allzubttufig sind. IMe

Registrierballnii^ liefern abiT ^ewöhnlifh keine Feut htiçlcritsbeob.-irhtungcn. Außer den er-
wähnten ßcrUncr Beobachtimgen ergeben noch 7 internationale Aufstiege Trockenzooen ange-
fangen von Hohen Ober 3000 m. Die grOßte fm Beriin) beobaditete Höbe betrug 6300 m. Ob
trotzdem die Seltenheit der unteren Grenze der „StörungSZOnen" Oberhalb 3000 m eine reelle
Erscheinimg ist, bleibt vorderhand eine (tffene Frage.

Ans dem Gesagten kann sofort g( folgert werden, dafl sich Ober die vertikale Er-
strecltung der Trodienzmien nur wenig Sicheres aussagen läßt Unter den Berliner Be-
obachtunsTcn finden sich nur ctwri 50, bei welchen die M;u htigkeit der Zone ziemlich sicher be-
stimmt werden kann. Unter diesen ergeben nur 9 eine Dicke von < 1 km; fast alle übrigen eine
sotcke von 1—3 Im; zweimal wnrde sogar nalieza 4 Ion beobaditet tta der grOflte Teil der
in Rede stehenden Trockenzonen in etwa 1 km Höhe und darüber bepfinnt, die Drachen-
aufstiege aber gewöhnlich nur bis 2 km, selten 3 km Plöhe reichen, so ergibt sich sofort, daß
eine MAcbtiglceit, die mehr als 1—2 Ion betrügt, gewOlinUdi nidit mdir bestimmt werden kann.
Dabei macht ^ich dann wieder die Trägheit der Hygrographen geltend, welche eine peuen
Ende des Aufstieges vielleicht schon eintretende Feuchtigkeitsznnahme während des kiuzcn
Verweiiens in der grOfiten Hohe nidit anzeigen.

Wir werden also nvtr folgern können, daß die Trockenzonen, namenflidi die scharf
tmd charakteristisch ausgeprägten, mindestens 2 ja 3 km dick sind. Etwas Genaueres läfit
sich auch aus den bemannten Ballonfahrten nicht folgern, da auch diese nur in einer ver-
hältnismäßig iEleinenZahl von }';Ulen die fragliche Höhe von4— SIcm überschreiten. In einigen
wenigen Fallen, die namerulii h dui"ch vereinzelte Angaben von Re£;istricrballon>. geliefert
werden, scheint die Dicke der SlOrungszone recht bedeutende beti-ägc erreichen zu können.

Auch aber das gewöhnlich erreichte Minimum der relativen Feuchtigkeit lassen
sich kaum zuver1fl5;sip:e numerische .Angaben machen. ïïrsr in nllerletzter Zeit, ^eit man weiß, daß
in größeren Höhen oft eine sehr geringe Feuchtigkeit angetroffen wird, prüft man die Hygro-
graphen im Laboratorium bis zur mogücbst grOfiten Trockenheit herab, während man sidi
anfangs mit einem Minimum von 30*',, 40*'„ begnügte. Nun entàpriclit aber bei den gewöhn
lieh verwendeten llaarhygrometem bei großer Trockenheit der Einheit der Feuchtigkeits-
fladerung ein vid grOfierer Ausschlag, als bei hoher Feuditigkeit, so ^ geradlinv caEtn-
poficrte Tabellen oder ttberhaiqit eine lineare Formet zur Umrechnung, wie das audi jetzt

Digitized by Google

Elmar Rosenthal,

noch vielfach geschieht, durchaus unstatthaft erscheinen. Wenn sich also in den Beobachtunp;en
sehr häufig Minima von O'j^ finden, so ist eine solche Angabe sehr cum grano salts aufzu-
fassen« ja sdbst Peoditigfceitswerte von 10%— 20*>/* dOfften leichc um mdu- als 10*f, fehlerhaft
sein. Sind Ja doch unsere Psychrometcrformcln bei diesen Graden von Trockenheit schon
nnsichcr. Ich sehe daher ganz davon ab, etwas naher auf die Feucbtigkeitsminima einzugehen
und begnüge midi init der Angabe, daB dtesdben sehr oft zwischen 90*f, und SO*/« schwanken,
säur oft aber auch noch viel geringer sind. ')

Zur Untersuchung der horizontalen Ausdehnung der Trockenzonen müssen die
internationalen Aufstiege heningezogen werden, die allein eine Synoptik der höheren Luft-
schichten liefern kOnnen. In \)tmg auf Feucht^kcttsnngaben ist aber, wie schon erwähnt,
ein großer Teil dieser Fahrten, namentlich der alteren, noch recht lückenhaft, so daß Genaueres
über die Ausdehnung der Trockenzonen schwer festzustellen ist. Trotzdem kann geschlossen
werden, dafi die horizontale Erstreckung der Trockenzonen im aUgemeinen doch wohl nicht
groß sein kann. Es finden sich zwar, wie schon erwflhnt, an den meisten Tagen an irçcnJ
2 oder 3 Stationen Trockenzonen, aber gewöhnlich in sehr verschiedenen Höhen tmd mit
▼ersdiiedenen Be^tendiebiungen, wahrend dnlge dazwisdwn liegende Stationen, welche
die Feuchtigkeit beobachtet haben, keine Trockcnzonen zeigen. Man wird also zu dem
Schlüsse gedrangt, dafi die horizontale Ausdehnung der Trockenzonen im allgemeinen nicht
Ipvê 'uH, and kaum einige Htmdert Kilometer betragen doffte. Einige Falle gröBerer Aus-
ddumng verdienen daher besonders hervorgehoben zu werden:

1902 Jon. 9. Paris, Straßbun;, Wien, Berlin. Höhe etwa 1000 m, Inversion unmittel-

bar über Str-Wolken.

1903 Sept, S, Hamburg, Berlin, Wien. Höhe 1200 m, meist Inversion, Bewölk. 0.
Außerdem an je zwei relativ nahe lieRenden Stationen in annähernd gleicher Hühe :

1902, Juli 3; 1903, Fehn 5, Aug. 6; 1904, Aug. 4, Nov. 3; 1905, Mai 11 und vielleicht noch
einige weniger markante Fütle.

Man erkennt aus der geschilderten Form des Auftretens der Trockenzonen eine gewisse
Analogie mit der Bewölkimg. Wolken werden ja fast immer da und dort angetroffen, eine
sehr weit au^eddmte gleichmUige Wolkendecke kommt zwar anch vor, ist aber immerhin

relativ viel seltener.

Betrachten wir jetzt auch die Begleiterscheinungen der Trockenzonen etwas
naher und fassen wir zunächst den vertikalen Temperaturgang ins Auge.

Ich habe aus den Berliner Beobachtungen auch den vertikalen Temperaturgradienten
(per 100 m) für dasselbe möglichst enge Höhenintervall (also gewöhnlich 300 m) berechnet, für
welches die charakteristische Fcuchtigkeitsänderung gefunden worden war. Es ergibt sich dann
fönende Tabelle, in der die Falle mit einem TefflperatDtgradienten von — Oyl*und+0^1* anch
noch zu den Isotfaermien gerechnet wurden.

Zahl der F.llle:

Höhe

500 — 1000

1100 — 1900

aooo — 3000

> JDOO

Summe

Inversion

III

Isothermie

Gradient — o,j bis — 0,4'

••)

Gradient —0,5 bis —0,9«

Summe

266

•) Dieaem Uaurtande tot wM aberall, besonden in den Bcriiswr «nid I,Ji>d«wbcn« BeobtdMangen

Rcehnuny getra^'en inJcm die :ncislcn dur OriginalrcijiiUitrunKen Werte VOO erkdUlcIl Weniger als o*/«.
oft bis — 10 oder 15*/» — angeben, die natürlich als o";, erscheinen. Die Red.

•) Bn PaH wu fngBch.

Digitized by Google

Db«r trockene Zonen der freien Atmo«phire.

Man sieht, daß die Inversionen im allpcmcinen vorherrschen, nntnentlich in der
untersten Höhenlage. Aber auch Isothermic und Temperaturabnahme ist nicht selten, und in
den groteren HAhen sbid aUe diese hier uateraddedeoen FaOe ü» aOfenieiBen gtddi bftuQK.
Eine stärkere Tempemfurahnnhme von — 0,5' bis - 0,9», welche bei mittkm VerblttniSSen die
nomuUe ist, wird in den Trockenzonen nur selten beobachtet

Es ist also in den Trockenzoneo ein Tom normalen merkHch ▼eraddedener Temperatur-
gang vorhanden ; namentlich wird das konvektive Gleichpi. wicht nie erreicht Andererseits
wird aber die Temperatunnvmion fast nie so groß, dafi durch sie die charakteristische
FenditlglKitsliideniDg «Ufirt werden konnte. Das er^Ûatt skà am fdgendem.

Nimmt man die Abhängigkeit der maximalen DampfspanDUng TOn der Temperatur In
folgender, von Weyrauch') henrahrenden Form, an:

e„ — a ■ b ~ •

wo t die absolute Tempenitiir, a and b Konstanten sind, so hat man für eine Temperatnr-

zunabme x:

e, = « b ~ «+■

Folglich ergibt sich die infolge der Temperattu'crbOhung eingetretene Erniedrigung
der FcttCht^sket^ wenn die ursprünB^ld^ Peutditigkeit die «iMi»i™«ii» (lOO^/J war, in Prazenten:

», / e*\ / Mg nat b X /lg nat bV , x«
Af - 100 (i - - ) v .oo (, - b < loo X { ^-^ ^ __ _ j + ^ ^ ^

^I g nat b y \

För t = 273», log (log b) = 3-3632» x = l» ergibt sich ùt < 6-9»i, also weniger, als
die durch die Definition geforderte Peuditlgtteltsabnalune betragt. Ist die arsprttngltcfae
Feuchtigkeit nicht die maximale, sondern nur ein Bruchteil davon, so ist Af noch mit diesem
Bruch zu multiplizieren. Für x 2* hnttc man allerdings im Maximum schon Af = 13 2°.,,.
So starke Inversionen sind aber auüerst weiten. Die Inversion betrug nämhch mehr als + 1»
per 1€0 m nur in folgenden Fallen:

Höhe 5M>~iaM> m 1100—1900 m aooo— ^3000 m > 300e m Simuie
Anzahl der FftRe: 22 6 8 0 36

Grüßtr als + 3* per 100 m War dk Inversion nur in 7 Fällen, wovon 3 auf die schon
erwähnte Periode Okt.— Nov. 1904 kommen, innerhalb welchei sich noch mehrere Inversionen
von > 1* finden. Diese Trockenzone begann aber mit einer Isothemiie, und eret während
ihres weiteren Fnrtlwsiaades bfidete sidi die starke Invefsioii hmm. Bs ist aoBiit in diesem
Falle die starke Inversion Folgeerscheinunfr und nicht Ur5;arhe gewesen. Man ersieht aus
dens Gesagten, daß die Teroperaturändening durchaus nicht den Gnmd für die Entstehung
einer Trockenzone Uldet, sondern nur eine mehr oder weniger zufällige Begleiterscheinung
ist. Damit soll n.itürlich keine^^wegs peleugnet werden, daß eine etwa eintretende biVersion
die schon vorhandene Abnahme der relativen Feuchtigkeit verstU'ken hilft

Wenig Bemerkenswertes ergeben die Windbeobacbtnngen. Nadi den XK^nd-
riéhtungen verteilen sich die Falle wie folgt;

WindnclUunjj im Niveau der Trotkcnzonc

Zahl der KSIk

Ana der W-HSl(te des HorizonU

Unbestimmt, Calme, oder genau N oder S

Aus der £-Häl(te des Horizonts

tmch der Meteonlogfe. I. Aul. pg. aiç^

Digitized by Google

Klfliir RoacBtkâl,

Die W- Winde iicirschen, wie man sieht, entschietluii vor, inde.s!>en ist dies in unseren
Breiten und namentlich in grOBeren Hohen auch sonst der Fall, so dat man dieson Um-
stände nicht allzuviel Bedeutung beilegen kann. Nadi der Windstailte im Niveau der Trocken-
zooe ordnen sich die Tage wie tolgt:

Statke m P.S. : 0—6 7—15 ^ 16 unbestinunt
Anzahl : 63 ViO 52 13

Die mittleren Windstarken herrschen also entschieden vor, wogegen sehr groiSc oder sehr
klone Windgesdiwindlgkeiten Tiel sdtener sind. Dieses BlemenC liietet somit nichts Anf-^
fallendes dar.

Sehr interessant ist dagegen der Zusammenhang der Woilcenbildungen mit den
Trockenzonen. In 117 von den 2ßJ mitersudiien Fallen begann die Trockenzone gerade an
der oberen Grenze einer Str, SCu, Ni Oder AS Sdiicht. In weiteren 22 Fällen rekditm Cu-

bildungen bis in die Trockenzone. Das erpribt rund die ILlIfte aller l'KlIe. Dagegen war
der Himmel 65mul wolkenlus, und (ximal waren die Wolken entweder viel lielcr oder viel
hoker oder wechselnd und unbestimmbar. Diese Zahlen deuten auf einen gewissen Zoaammen-
bang zwischen Wolkenbildungen und Trockenzonen hin.

En erübrigt noch, die Abhängigkeit der Trockenzonen von der jeweiligen Wetter*
läge zu untersudien, und ich habe deshalb die Hanibaiger täglichen Wetteilcarten dnrch-
gcs(!hen und auch die etw;i in den vorausgehenden 24 Stunden gefallenen Ntedcr.s( hlÜiiL aus
dieser Publikation entnommen. Da zeigt âcb denn, daß es in der grüßten Mehrzahl der FiUIe sehr
schwer bftit, die Tt-ockenzonen mit Sicherheit emem der beiden diarakteristischen Wetter-
typen, den Zyklonen oder Antizyklonen, zuzuordnen In der Regel befand sieh Berlin an den
Tagen mit Trockenzonen im Grenzgebiet zwischen hohem tmd niedrigem Druck auf einer
nahezu gradlinigen Isobare, oder m einem Sattdl oder Überhaupt in «nem Gebiet, in dem sidi
kaum einwurfsfrei Isobaren ziehen lassen. In anderen Fällen, in welchen die Zuj^i h<Srigkeit
zu einer Anli/yklüne oder Zyklone leichter entschieden werden konnte, war Cb doch nur das
Ivaiidgebiet eines dieser beiden Weiteriypen, welches die Trockenzone aulsMCs. Als »icher
zyklonal (wenn audi nidit ganz zentral) ergaben sidi kaum 2 Falle, die mit vorausgdiendem
Regenfall verbunden waren,

Etwas häufiger fanden sich deutlich ausgeprägte antizyklonalc Falle, namlich etwa 33.
Von diesen geborten 16 erst dem weiteren Verlauf mdirtagiger SWrangBZonen an, hatten

dieselben also nicht eingeleitet. Von den übrigen 17 war an U Tagen In Berlin SelbSt Oder
wenigstens in den benachbarten Stationen Kegen gefallen.

Etwa 60 andere Falle lassen âch, wenn auch nicht mehr ganz eniwuifsfreii den Rand-
gebieten der Zyklonen oder .\nti/yklr>nen zuordnen Und zwar anuahemd im Verhältnis von 1 :3l
Alle (ihrigen Fälle waren ganz unbestimmt.

Wenn also im allgemeinen die antizyklonale Lage dodh vorherrscht, so ist das kdne»*
wegs so zu verstehen, als ob die Störungszonen sich meist über Antizyklonen vorfinden.
Letztere begünstigen wohl, wie es scheint, den Fortbestand der Störungszonen, leiten die-
selben aber nicht ein. Das Entstehungsgebiet der Störirngszonen ist vielmehr die Grenzlagc
zwisdi«! den Zyklonen und Antizyklonen und ihre Rander.

Bemerkenswert ist ferner dns häufige Vorkommen von Niederschlägen kurz
vor oder sogar wahrend des Bestehens der Trockeazonen. Es ergeben sich folgende Ziüilen.

Zahl der Falle

• etc. bei Berlin 97 letzteren beidnnen unmittelbar \ ^

M.t«,^etc.nurand.Nach^tat. ^ über eS Str. etc-Decke )^

Digitized by Google

Ober trocken« Zomn der freien Atmoephlfe.

Die Niederschläge waren zum Teil recht bedeutend, im Maximum lür lici llii an einem
Tage 34 mm; an einem andereB Tage, wo In Berlin selbst nur 13 mm gefalhm waren, Ober-
8tieE<^" sif an den Nachbarstationen r>0 mm.

Selbst starke Niederschlage zerstören die sehr trockene Zone also durchaus nicht. Es
madit viel mdir, so paradox das Idlngt. den Bbidmck, éass sie zur BOdong der Trodcenzonen

wichtig- sind.

Ich habe die vorstehend angeführten Untersuchungen an der Hand der Berliner Beo-
bachtungen gefOlut, weil «e, wie mdufach bemerlt, eine homogene ladtenlose Beobaditangs-
reihe bilden und also so der Einwurf des Zufälligen, Gesuchten vermieden wirti Es finden
steh aber natürlich bei einer Durchsicht der übrigen zu Anfang angeführten längeren oder
kürzeren Bcobachtimgsreihen alle im vorstehenden geschilderten E^entflmlichkeiten wieder,
nach das Vorkommen von Niederschlägen, so daß ich nicht näher darauf eingehe.

Nur einen be!ir ehanikteristi-^chen Fall aus der Faehliterulur möchte ich doch noch
besonders anfuhren. Am 3 VIII I9ôô fand Simpson') über der Nordsee eine Trockenzone.
Als der Drachen in etwa 1000 m H6be schwebte und den Begtam der Trodcenzone schon
reîri^îtricrt hatte, ging ein starker Reß^cn nieder, der zum Abwarten nöti^rtc. Als der Dradien
dann wieder eingeholt vou-de, zeigte sich die l'rockenzone in aller DeutUchkeit wieder.

Passen whr das Gesagte kurz znsammen, so sehen wir, daA die „oberen StOmsgs-
zonen" oder Trockenzonen rflumlieli relativ wenig ausgedehnte Gebilde der freien Atmo-
sphäre sind, die sich von den umgebenden Lufunassen durch groüe Trockenheit abheben und
wenigstens in ihrem imteren Niveau scharf Iwgrenzt sind. Ihre hofizontalen IKnemdoRen
betragen vielleicht kaum ein paar Hundert Kilometer, selten mehr; ihre vertikalen 2—?. km
oder mehr. Sie treten recht häufig auf (i aller Tage bei Berlin), finden sich auf der ganzen
Welt vor imd werden gewtßmädi von benadibart gelegenen Wolken, oft sogar von Nieder-
schlagen, begleitet , Sie nhneln also in der Art ihres Auftretens und in ihrer geometrischen
Gestalt sehr den \\'elken. jenen gewöhnlich recht scharf abgegrenzten Zonen größter Feuch-
tigkeit mit KonUcusiitiün in der freien Atmosphäre, ^^a könnte äe also „negative Wolken"
nennen. Dazu stimmt auch ihre Höhenlage, die denen der unteren tmd mittleren Wolken
fflcirh kommt. Während aber letztere in erster Linie die Zyklonen, «^pe/.iell deren mittlere
und vordere Partien bedecken, treten die Trockenzonen oder, „negativen Wolken" an den
Grenzgebieten zwischen Zyklonen und Antizyklonen, mehr an den Rändern der letzteren auf.
Eine bemerkenswerte Regleilerschcimmp der Troekcnzoncn ist die Verringemng des verti-
kalen Temperaturgradienten, die sich oft his zu dessen Umkehr steigert

Nachdem so die Naturgesdiichte der nuegathren Wolken" in ihren HanpizOgen fest-
gelet't worden ist, dr.Tn^ sich die Fr a çc nach den physikalischen Ursachen ihrer Ent-
stehimg auf. Einen ersten Erklärungsversuch hat schon SO ring unternommen, aber, wenn
idi ihn redit verstanden habe, ohne Anspruch darauf, eine definitive Entscheidung treffen zu
wollen. Er denkt an hygroskopische Staubmassen, welche die anfangs vorhandene Feurhtiti-
keit in unsichtbar kleine Tröpfchen kondensieren und die Loftmassen austrocknen. Dieser
Gedankengang ist durdi die untere StOruiq;sEone gegeben, die durdi dfe Staub- imd Dunst-
massen in der Nahe des Bodens hervorgerutei weiden. Die Nähe der großen Stadt legt dann
die Vermutung nahe, daß sich diese Staubmassen auch weit nach oben erstrecken könnten.

Es ist aber zu bedenken, daß Feuchtigkeitsmaxima von 30«/» und weniger ganz
eigentOmHche hygroskopische Eigenschaften der Staubteilchen verlangen, die nach den Unter-
suchungen von Aitken und Mclander nicht vorhanden sind. Nach diesen Forschem
könnten dadurch nur Minima von aO";, höchstens /O**/, erklärt werden.

') Quart. Journ. R. Met Soc. tgo«. Jan.
SttHll» «IT n^rik én Moi Au^Un. IL <3

Digitized by Google

Slmar Roi«ntb*l,

Der MügUciikeii, daU ein großes industiiezentrum doch vielleicht gewisse Rauchteilchen
von ganz «zzeptionellen chemischen Eigenschaften hervorbringen konnte, steht die allgemdne

Verbreitung der Trockenzonen entgegen.

Es wird femer von verschiedenen Seiten nicht selten darauf hingewiesen, dal^ über
Antizyklonen oft sdir geringe relatiTe Peachtigketten beobaditet werden, und es werden die-
selben durch die iidiiibatische Erwärmung des absteigenden T.uftstromes erklärt. Dabei ist
aber zu bedenken, daß bei konvektivem Gleichgewicht in der Atmosphäre doch immer nur
eine nodi oben zunehmende Feuchtigkeit vorhanden sein kann. Erst wenn die Penchti^fkeit
soweit gesunken ist, daß sie mit unseren Beobachtunusmcihoden nîelit mehr meßbar ist,
kann ein konstanter Nullwert beobachtet werden. Jedenfalls müßte dabei der adiabatische
Temperaturgrudient beobaditet werden.

Auf diese Weise können also unsere Trockenzonen durchaus nicht erklärt werden,
möglicherweise wohl ihr oberer, hier fast garnicht erforschter Teil, aber keineswegs die untere
liier bebundelte Zone. Wir müssen uns also nach einer anderen Erklärung umsehen, und da
mochte idi dem die folgende vorschlagen, die sidi auf ein^ eigene Beobacktungett und
daraufhin nng:este!Itc Experimente stützt ').

Es ist eine bekannte Tatsache, daß, wenn man in einen geschlossenen Raum Wrisser
von niedriger Temperatur (oder Bis) bringt, die Dampfepaonong sdmell fflberall bis auf die
maximale Dampfspannung der Flüssigkeit oder des Eises sinkt. Haben einige Teile des Rau-
mes eine höhere Temperatur als das Wasser oder Eis, so sinkt in ihnen zunächst die rela-
tive Feuchtigkeit. Erst wenn sieb audi ^e Temperatur ausgeglichen bat, steigt die relative
Feuchtigkeit überall auf 100'/», während die absolute Feurhtiy:keit Icoostant gleldi der maxi-
malen Dampfspannung bei der Temperatur der Flüssigkeit bleibt-

Bei den gcwOhnlidien derartigen Versuchen im Laboratorium wird die kOhere Tempe-
ratur des abgesi hlossenen Raumes dafth die Zimmerwärme unterhalten, sodafi die Frage
entsteht, wie sich in einem freien Lufträume, der der Wärmeleitung und Strahlung von anders
temperierten Körperu, uuücr den Eis- und Wabserleilohcn, nicht wesentlich unterworfen ist, die
Ersdieininigen abspielen würden. Mit anderen Worten, würde ein Stflck Eis in einer um-
gebenden wftrmeren und dampf reicheren Luftmasse diese zuerst abkühlen, sodaß die relative
Feuchtigkeit immer nahe lOO*/, betrügt, oder würde sich zunächst die Dampfspannung bis
zu der des Eises emiedr^en und (Se Luft rdativ trodcener werden, ehe sldi flu« Temperatur
merklich andeit.

Um diese Frage experimentell zu beantworten, brachte ich innerhalb einer Glocke, in
der skb Luft von Zhnmertemperatur und grofier Feuchtigkeit befond, ein ventiliertes ASmann-

Sehes Psyehromeier an, wodurch eine energische Durchmischun^r des ganzen etwa 25 1 halten-
den Raumes bewirkt wurde. Darauf setzte ich eine kleine Schale mit Schnee unter die Glocke:
das feuchte Thermometer sank dann vid sdindier, als das trodtene. Bd einem derart^en
Versuche, bei dem sich die Schneeoberfläche kaum 5 cm unter den Thermometerkugeln befand^
sank in 4 Minuten nach Einbringen des Schnees die Temperatur des feuchten Thermometers
um Sß", das trockene nur um 1,6", was einer Erniedrigung der Feuchtigkeit um 16*/„ entsprach.

Um zu bestimmen, wie weit der Wärmestrom aus der Umgebung das Fallen des
trockenen Thermometers aufgehalten hatte, entfernte ich den Schnee schnell wieder und
beobachtete das Wiederansteigen des Thermometers in demselben Zeitraum, ^vie zuerst das
Fallen. Ed den geringen hier in Frage kommenden Temperaturdifferenzen kann man offenbar

•} Mémoires de I'Acad. Imp. des Sciences de St-P£tersbourg. VIII sér. T. XIX n* 7. 1906. (In
niMiMker Spncfae.)

Ober tmckcne Zoara dar Man AtnMwpkln.

jenes nnbekaimte Pallen i^eidi dm später beobachteten Anst^^en setzen, zumal da es sidi

ja nur um qualitative Versuche handelt Die so ermittelte Korrektion ist übrigens f;cring.
Bei einem anderen derartigen Versochei, angestellt mit einer viel grölSeren Glocke und bei
gröüeiir Bntfanniff der Sdiale mit Sdmee Tora Thennometer, waren die AaüBiigsweite:

o nun

t*iS.o, t'=> I7j6, e= 14.8, f =96«J,
Nach 15 Minttten wurde beobaditet:

t = 14.9* t' - 9.3*. e - exT f- 4iV»-

Darauf wurde die Scha!c mit Schnee entfernt und wnhrcnd fortgesetzter Vcntilatioa in
15 Minuten ein Ansteigen des trockenen Thermometers um 0 9" beobachtet.

Man kann also annehmen, dafi der Warmestrom aus der Umgebung wAhrend 16 Minuten
ein AnstciL'i r n-n 0.'^'' bewirkt hflttc, sodaÛ ohne diesen stflrencîen Umstand die Anp:ahe des
trockenen Thermometers 14.0, bei einer Dampfspannung von 6.0 gewesen ware. Das er-
gäbe eine rdadve Fencht^dt von Sl*f,, also efaie Korrektion von 3*f* für den direkt beo*
bachteten Wert.

Wendet man statt reinen Eises eine Mischung von Schnee und Salz an, sodaß die
Temperatur dieser Mlsctran^ durch iSngere Zeit konstant —212* betragt, so erbltt man
leicht eine Feut-htis-krit von ilö'i^

Ich habe den \ ersuc h auch in der Weise angestellt, daß ich in einen langen hohen
Zylinder von oben her auf nahe 0* abgekühltes Wasser vermittelst einer feinen Brause ein-
spritzte. Die anfangs hohe Feuchtigkdt sinkt gldxib. bei Beginn des Einspritzens um einige
Prozente, um dann freilich bald wieder anztisteicreTi, da die dünne Wasserschicht, welche sofort
Wände und Boden des Zylinders bedeckt, schnell auf die Temperatiw der Umgebung erwärmt
wird. Um diesen Versach einwandfrei anzustellen, müßte man eben einen viel größeren Zylinder
benutzen, als er mir zur Verftlsrunp stand.

Die vorstehend beschriebenen Versuche wurden bei gewöhnlichem Atmosphärendruck
angestellt. Bei niedrigerem Dnicke liegen die Verhältnisse noch etwas gllnstiger. Der Aus»
gleich der Partialdrucke nach dem Daltonschen Gesotz erfolgt n.lmlich bei vermindertem
Druck etwas rascher. Andererseits wird die äußere Wärmeleitfähigkeit zwischen der Ober-
flache der Bis- oétr Wasserteilchen und der umgebenden Luft, auf die es hier ankommt,
bei sinkendem Luftdruck kleiner. Das geht aus der Theorie von Lorenz') Uber die fttifiere
Wärmelcitfahi^ceic hervor. Danach ist nämlich die in der Zetteinheit at^egebene Wärmemenge
gleich *,

KIT

Ifier bedeuten t, und t, die Temperaturen des Sses und der umgebenden Luft, Cp die Wärme-
kapazität der Luft bei konstantem Druck, k ist das Wärmeleitungsvermögen und n der
Reibungskoeffizient der Luft. A ist eine Konstante, in welche tmtcr anderem die Dimensionen
des Eissttlckcs und die Beschleunigung der Schwere eingehen. Alle diese Größen sind vom
Lnftdnick unabhängig. Dagegen ist p die Dichte der Luft, und somit wird die ausgetauschte
Wnrmemon^e bei abnehmender Luftdichte kleiner. Die Theotie von Lorenz ist dann später
noch durch Versuche von Terescbin*) bestätigt worden.

Außer diesen Versndien mochte ich noch efaiige Beobaditungen anfuhren, die ich im
Sommer mit Iltllfc von Dmehen und einem Ku<;nct7:owschcn Meteorographen an der
Südkaste des Finnischen Meerbusens anstellen koimte. Am 1. August um lU''a. wurde in etwa

>} Annal, d. Physik. 13. 188t pg. s86. Formel 8.

*} JbwBal d. ras, Vkyt. Cham. GvmUkIi. 9$, pg. 109— iia

Digitized by Google

Elntr Ro««iitlik1,

1000 m Höhe wediselnde Bewölkung (5—7, Fr S und SCu) beobachtet bei dner mittleren

Feuchtigkt it von etwa 70°/». Mehrfach zogen Wolken am Meteorographen vorbei, wie von der
Winde au$ beobachtet werden konnte. Die Kurve des Hygrograplien zeigte dabei charakte-
ristiKbe Zacken. \1^1irend des Vortlbcrganges ebier Wolke stie^ die Feuditiglceit fiber 90*;«,
vielleicllt Infolge von Wassertröpfchen, die auf dem Haar des Hygrographen abgelagert
wurden. Dann fiel die Feuchtigkeit sofort wieder und zwar jedesmal um einige Prozent tiefer
als sie vor Durchgang der Wolke gewesen war. Zu Beginn des Aufstieges lagerte in etwa
500 m Höhe eine Str-Decke, die sich bald auflöste und zum Schluß des Aufstieges ganz ver^
scbwunden war. .•\m Abend desselben Tafres begann dann in 500 m Höhe eine grot ausge-
prägte Trockenzone mit schwacher vertikaler Temperaturabnahme; erst am nächsten Tage
zeigte nkh eine Isversion. Diese Trockenzone hielt sich dann mit kleinen Änderungen» wie
die Beobachtungen zeigten, einige Tage l.nnp;.

Gestutzt auf die vorstehend angeführten Experimente imd Beobachtungen stelle ich
mir jetzt folgenden Vorgang bei der Eatstebimg einer StOrongszone vor.

In einer liohen, kalten Luftsehieht A schwebt eine Wolke, wozu ja eine, \\enn auch
kleine, vertikale Komponente der Luftbcwcgtmg erforderlich ist. Sobald diese Komponente
iofo^ dnes Witteniiig«wecii8els Teradiwindet, also z. B. nach dem Vorüberziehen dner
Depression befan Übergang zur abstdgenden Luftbewegung eines Hochdruckgebiets, beginnen
die Wolkenteilchen zu fallen und zwar mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 cm— 1 m per
Sekunde für Tröpfchendurchmesser von 0.01—0.1"""'). Sie durchfallen also l kmHOhe in einem
Tage bis V« Stunde. In der nächst niedriger gdegenen würmcren Schk^it B erniedrigen dl«
Wolkenteilrhen die Dampfspanminfj bis zvr maximalen, ihi-er Temperatur entsprechenden,
ohne dabei die Temperatur der Luftschicht merklich zu verändern, in einer noch niedrigeren
Schiebt C werden die Wolkenteilchen dann infolge einer neu auftretenden Vertikalkompooenie
(z. B. durch Konvektionsströme) durch längere Zeit wieder schwebend erhalten, sodaß sie Zeit
haben, wenn auch nur teilweise, zu verdampfen tmd dadurch die Temperatur zu erniedrigen
und die Feuchtigkeit zu erhohen.

In dem vorhin angeführten, \ un mir beeibaehteteti Beispiel, entsprachen die gemessenen
Temperaturen den angenommenen Vorgaogeo. Die in der Schicht C entstandene Wolke kann
Ton Hirer oberen B^renzung aus durdi Sellexloo der Soonenstrahlung Anlaß zu stärkerer
Erwärmung der Scbidit B geben und so unter Umstanden eine mdir oder wen^r starke lor
version bewirken.

Man könnte gegen diese Erklänmg einwenden, daß, wegen der großen Konden-
satiems wärme des Waaserdampfes, die austrocknenden Massen TOn Eis und Wasser be-
deutend irrößcr sein müssen, als die fortzuschaffende Dampfmenec. und die Fracre auf-
werfen, ob diese Massenvcrhältni&se in der Natur realisiert sind. Eine leichte Keciinxmg zeigt,
daB die mittleren in Betradit Icommenden Verbaltnisse der anfjgeslenten Bedhigung ent-
sprechen. Leeren wir n.'Smlich einen mittleren vertikalen Tcmpcratttrjrradienten von —0.6*
per 100 m der Rechnung zugrunde und nehmen wir an, daß die W olkenschicht A 5 gr Eis per
1 cbm enthalte*)^ Die ursprOnglfohe Feuditigkeit der Sdiicht B sd die mtttlere, «9% und der
Einiachheit wegen mögen die 3 Schichten konstante Mitteltemperatur haben. Es Ist daim

Schicht

Höbe

Tempcrstnr

Rel. Feachtiekwt Darapüqtuinung

j-5 km

o«

100* 4.6 nun

*-j .

9«

0—2 >

i8«

nicht zu kidn.

'> Lcnard, Über Regen. Meteor. Zeitschr. 1904 Juni. Tab. IL

*) Cottnd. Oter dm Wkn«ig«likh d«r Wollmi. Dnkidir. Wies. AkuL Bd. ».

Digitized by Google

Ober trockow Zonm dw fraen AtaoqiMfe.

Anf 1 qm Qoersdmitt sind dann in der Schicht A 10 Eis von 0* enthalten, welche

zum Schmelzen 800 Ca verbrauchen. B enthalt anfanuN 'i.l et Wasserdampf per 1 ehm. Um iilso
die Dampfspannang auf 4.6 mm zu emieUrigen, müssen 1.33 kg Wassa* aus der Luftsäule von
1 qm Queredmitt entfernt werden. Das ergibt eme Kondensattonswttrme von nind 800 Ca,
also gerade soviel als die Wolke ohne Temperaturänderung verbrauchen kann. Die relative
Feuchtigkeit wOrde in der Schicht B bei ungcanderter Temperatur auf 53*.', fallen. Bleibt also
die Wolke in der Säddit C sdiweben und löst sich dort unter Steigerung der relativen Feuch-
tigkeit wenigstens teilweise auf, ao ergibt sich in B eine „Störungszonc".

Die vorstehend geschilderten Voili Utnisso mul V.)rt»:ange müssen als in der Natur
häufig vorkommend ungesehen werden und sind daher, wie ich glaube, wohl geeignet, das
Auftreten der Tràdcenzonen zu eiklflren. Sie ergeben mit Notwendigkeit eine enge Bexidiuns
zwischen Wolken und Niedersehlrttren einerseits und den „negativen W'olkon" rindfrerseits.
Die Temperaturinversion tritt erst als l'olgcrscheinung der zuerst gebildeten oberen Wol-
kengrenae auf.

Vielleicht hcsteht auch ein ,1hnli-lier Zusammenhang zwischen der von Teissercnc
de Bort und Aflraann entdeckten hohen Inversionsschicht in H— 13 km Höhe einerseits und
der Oberfladie der Ci-Wolken andererseits. Ob mit dieser Diversion audi ein rapkter Feuchtig-
keitsfall verbunden ist, bleibt freilich eine vorlaufig noch offene Frage. Ich muß mich hi<;i
damit begnagen, die „negativen Wolken" der unteren und mittleren Höbenstofe etwas naher
nntenodit zn haben.

Zum Schluß möchte ich noch eine Erscheinung besprechen, bei der SQring etwas
isinger verweilt. Es ist dies die nieht ^^eIten beobachtete Tatsache, daß die sich nachmittags
bildenden Cu gerade bis in die schon etwa am Morgen vorhandene Trockenzone aufsteigen.
Diese Erschebiung etkUrt sich leicht aus der mit der Trockenzone verbundenen Inversion
oder sehr vcrlnnp:"?amten Temperaturahnahmc. Diese Ei kliranc; ist kürzlich im russischen
.Meteorologischen Boten""] von Herrn Kassatkin angesprochen worden, und ich gebe sie
hier wieder, weD sie mir das Interesse dnes gröfieren Leserkreises zu verdienen sdieint
Die Cu-ßildimg .S^eht rümlich folgendermaßen vor sich. Eine I.uftmassc von endlicher,
wenn auch geringer Ausdehnung, wird am Boden so stark erwannt, daß sie endlich die
Rdbong der nmgebenden Luftmassen und des Erdbodens mit den ihn bededcenden G^ien-
ständen überwindet und aufsteigt. Die Zust mdskurve dieser Luftmasse wahrend des. Auf-
stieges ist die adiabadsche, wahrend die umgebende Atmospiiare eine davon etwas ver-
sdiiedene Zustandskorve besitzt, meist mit geringerer TertOcaler Temperaturabnahme. Der
Pimkt, in dem sich beide Kur\'en schneiden, bestimmt die Höhe, in der die aufsteigende Luft-
masse ihre Gleichgewichtslage erreicht und wdche sie infolge des vorhandenen Auftriebes
nur wenig überschreiten wird. Die beiden erwähnten Zustandskurven werden im allgemeinen
ziemlich parallel und nahe beiiinander veihiufen unJ sich unter einem sehr spitzen Winkd
schneiden. Es ist leicht einy.usehen. daß in ilieseni l-'alle eine Incersion, ja auch nur eine
merkliche Verminderxmg der vertikalen Temperaiurabnahme solon emen Sctmiitpunkt mit
der adiabatischen Kurve bettieinUirt. Somit wird es verstündlidi, daB die Cu-KOpfe gern in
dne gerade vorinndene Trodienzone oder ,piq[ative Wolke" hinehmgea.

<) MeteonlogiSeMI WJeatnik. tgoS Nr. ».

Digitized by Google

über die Windverhältnisse in der oberen Inversion.

Von

K. V. BASSUS.
»t drei AbMIdoBgea im Text

JCj

7ÜX den maoclierlei Rätseln, die uns die aerologiscbe Forschung der letzten Jahre zu
deuten gegeben hat, gehOit die im FrOhjahre 1902 von den Herren Telsserenc de Bort und
Aßmann festgestellte „obere Inversion". Dieselbe ist nunmehr durch so zahlreiche ReRistrier-
baUonaufatiege im grofiea und ganzen wie im einzelnen untersucht und ihre Realität so
grUndOdi dordi veisdiiedene Instnunentdle und theoretisdie Erörterungen geprüft worden
— man sehe z. B. die in Heft 12 1906 der Met Zeitschr. erschienene Arbeit von Herrn
de Quervain „Neue Beweise für die Realität der oberen Inversion", — daß man mit ihr als
einer typischen und feststehenden Erscheinung in unserer Atmosphäre rechnen muß, die bis-
her allerorts und jederzeit durch unsere Registrierbeiions, sofern diese hoch geni^ stiren,
erwiesen wurde, und deren Vorhandensein vorerst nur noch in flquatorialen Breiten in Frage
steht, laut eines von den Herren Rotch luid Teisserenc de Bort dem 5. aerologischen
Kongreß Mailand 1906 erstatteten Beficbts Uber ihre ScUSsezpedition in die Pas sat regionen.
11^ 4_ Und dennoch sind wir in der

Deutung dieser Erscheinung
heute nicht weiter voran als
im Jahre 1902.

Um so begrüßenswerter ist
es ^shalb, daß wir seit einigen
Jahren durch die Bemflbtuigen
von Herrn de Quervain in die
Lage gesetzt worden sind, an
woltEcnlosen und sichtigen Ta>
gen unsere Registrierballons
bequem bis in die größten
Hohen ansnnisleren und so ein
neues Element der oberen In-
version zu untersuchen, näm-
lich ihre Windverhaltnisse.

Zu diesem Gegenstand ent-
lialten die „Veröffentlichungen
der internationalen Kommis»
sion für

IS
H
I»

Ith«

II
19

a
«

s
1
i

*[— I

1 1

— 1 —

—

, —

-1

— 1

— !

i A

— K

Digitized by Go. ^v,-^

Ober die WladveriiUtiÜNe ia der oberm tavenion.

•&e>M

Luftschiffahrt" (bis Juli 1905J sechs anvisierte Regislrierbailonaufstiege, nämlich die Aufstiege
Strafibuiv 2. Jutt 1903, FawlowSk a MAn 1904, StnCborg 9. Februar 1905, Trappes, Koiitdiin<s
StFafiborg 11. Mal 1906 (die Aufstiege des & JnU 1903 und 9. Februar 1905 siiul ausführlich in
4Sm dieser Zeitschrift behandelt

worden), femer stdien mir zum
gleichen Gegenstand zur Ver-
fügung zwei eigene Registrier-
baUfloanfsdege vom 1. Pelmiar
und 5l April 1906 sowie ein von
mir anvisierter Aufstieg der
MOnchener meteorologischen
Zentralstation vum 2. August
1906, für dessen Cberlussung
ich Herrn Dr. Schmauß be-
stens danke. Die Ergebidsse
dieser 9 Aufsriege sind neben-
stehend graphisch dargestellt;
die Temperaturen sind als

Funktion dvr H"^lic, die Winde
als mit ihnen fliegende Pfeile
gezeichnet, deren Längen proportional den Windstärken sind und deren Spitzen auf den zuge>
hörigen Höhen stehen; bei den Aufstiegen 1, 5 und 7 wurden die Temperaturangaben weg-
gelassen, da Sick dieselben nidit in einwandfreier Weise bis in den Bereich der oberen Inversion

erstrecken ; jedoch ergeben an*
dcrc Aufstiege der gleichen
Tage als untere Grenze der
oberen Inversion mit großer
Wahrsdieinlidikeit, wie leicht
nachgeprüft werden kann, für
den Aufstieg Nr. 1 12 km, den
Anfstief Nr. 5 11 km und den
Au'sttcs Xr 7 flaut gütiger
Mitteilung des ätraßburger me-
teorologischen Landesdienstes)
12 km. —

Im folgenden soll nun
untersucht werden, ob und
welche gesetzmäßige Eigen-
schaften sich aus diesen 9 Auf-
stiegen fOr die WindverliAlt-
im Bereidi der oberen

■

-r

—

-r

■

•

—

■

•It 0

Km
l>

I«

I«.

»
»

6
i
H
3
X
I
0

Diversion ableiten lassen.

Aus dun graphischen Darstellungen fallt vor allem und in ganz unzweideutiger Weise
bei allen 9 Aufstiegen ein starkes Abflauen des Windes im Berekh der oberen Inversion
auf. Die Betrage des Abflauens zeigt die folgende Tabelle; der gt iiGtc ist 80, der kleinste 2^*]a-
Das Abflauen beginnt, teils plötzlich, teils allmählich einsehend, ziemlich genau an der unteren
Grenze der oberen Inversion, die Windgeschwindigkeiten erreidien im Berdch derselben nie
wieder (mit Ausnahme von Nr. 2 in sdir grager HMie) die urspiflnglidien Betrage.

K. V. Bisco«»

AufaticiT

Untere
Grenze der
oberea

UnSSBlDIl

Wrnd-
âbllatMng

Wind.
aMauvng

ïîfifînn ilf"r

«J«-f K Jl (1 i i

Wmd-

Wind,
drehmig

— 1

Drehung
nach

Windrichtung
ntcti erfolgter
Draliiiii(

Mb-

Til

•

12 ?

10,7

»50

redits

DueUnft Mi 1$
kn nrthnil dl«

nach tcchu

9,3

9.»

9.1

recbu

E — ENE

1 1,8

11,8

links

NNE — NW

I2,0

13,4

rechts

E — ESE

1 1 .■'

fO,4

fio

rechts

WSW

11,3

1 11,1

Ii:

ii,8

rechts

Darchlaaft bb 14

12?

lO.O

Keine ausocsprochene Drefiung

NNE— NNW

9.6

-5

reell '.s

W - NNW

12,6

•2,>

Keine ausgcsi<ri'ch<'nc ))rchung

Bei 7 Aufstiegen ist ferner eine deutliche Winddrehung beim Beginn der oberen
Inverskm m erkennen ; nur bei den Aufstiegen 7 und 9 feblt eine solche, im übrigen ist sie
sehr ausgesprochen und betragt /um mindesten (Aufstieg Nr. 8) 25". Die Winddrehimg setzt,
wie aus den jrrnphischcii Darstellungen ersichtlich ist, bei den Aufstiegen 1, 3, 4, 5 und 6 plötz-
lich, bei den Auisiiegen 2 und 8 allmählich ein und erstreckt sich bei den Aufstiegen 1, 3, 4,
6 und 8 bis zu der von den Ballons jeweils erreichten MiLximalhOhe ; ihr I^eginn liegt im all^
gemeinen etwas hnher als ck-r Bi^inn der Windabflauung; ihr Drehungssinn ist sechsDud
nach rechts, einmal nach Unks gerichtet.

Vollstan^ regdlos siod dagegen die Windrichtungen im Bereicfa der oberen In.
vi.TNiiin; die k-t/tc Kolonne der chifton Tahellf tciN hierüher Aufschluß. F,s kommen hier
alle Richtungen der Windrose vor, bei den Aufstiegen 1 und 6 sogar innerhalb ein und
desselben Aufstiegs. Nur sdieint es — und das ist wohl das merkvQrdigste, — daltWinde
mit nördlicher Komponente häufiger vorkommen als andere.

Nicht minder forderlich als die Kenntnis der I iifthewegung wflrde zur weiteren Er-
forschimg der oberen Inversion die Kenntnis der Fenchtii;keitsänderungen in diesen Höhen
sein. Herr Hergesell bespricht in Ijandl Heft 3ditM i Zritschrift einen Registricrballonaufstieg,
bei dem da^; Hyprntrramm brim Einteilt in die obere ln\ersion c'inen deutliehcn Knick n.'îch
unten, beim Austritt aus derselben einen solchen nach oben zeigt, also eine Feuchtigkeitszu-

nahme innerhalb der oberen Inveräon registriert. Leider ist jedodi ein derartiges Funktio'

m'eren des Hytrrometers hei Temperaturen um — "y?* eine Ausnahme und ergeben weder
die bisherigen „VeröKenthchungen der internationalen Kommitision für wissenschaftliche Luft-
scbifEabrt" noch die Hygrogranune meiner eigenen Aufstiege tün zwtites Mal ebie derartige
eindeutige sprunfrweise Änderimg der relativen Feuchtigkeit; im Gegenteil stciprcn bei 9 von
11 meiner Aufstiege, die einwandfreie Registrierungen aus dem Bereich der oberen Inversion
gebracht haben, die Hygrogrannne nach erfolgtem Platzen des Ballons durch melirere tausend
Meter des Abstiegs stetig weiter an und stellen ^ieh erst dann, teils plötzlich, teils all-
mählich, auf die Werte des Aufstiegs wieder ungefähr ein. Solange wir also kein anderes
registrierendes Hygrcmieter «ts das gegenwartige besitcen, «erden ivir in der Kenntnis der
F^lWlgV*'t«™rii^itiiiMft <)er öberen Inrersion nidii viel Fortschrlnie nadien kOnnen. —

Digitized by Google

Ober die Wiadvoblllniaie ia der oberea Inveniini.

9ft

Doch wieder zurück zn den Windverhattnissea Das obige Bedbacbtangsmaterial

ci^ibt, wie wir gesehen haben, zu diesem Gegenstand in erster Linie und einwandfrei die
Tatsache einer ausgesprochenen Windabflauung im Bereich dieser eigomtigen Luftscbicht,
in zweiter Linie und ebenso einwandfrei eine vollständige Regellosigkeit der Wlndrtch*
tUBgen in diesen Höhen, dt iu i n Js wahrscheinlich eine mehr oder minder unvermittelt
einsetzende Wind dreh un g. Ii 1 auf die Deutung der oberen Inversion aber
bietet dieses Bcobachtungsmatcnul meines Erachtens nur ein neues zu lösendes Ratsei; denn
nicht ebuoal die Meinung, daß mit dieser Sdiicbt ein Bestandteil oder dne Kcgion des so-
genannten allgemeinen Windsystems der Erde festgestdlt worden sei, wird wohl
noch langer aufrecht erhalten werden liOimen.

Ba ffiitfi gewig ansdrOdclich betont werden, daS das voiliegende BeolNtchttuigsmaterinl
ein noih recht geringe.^ ist; aber die aus demselben ermittelten Ersrheinuni^en sind so aus-
geprägt und iwzweideutig, daß sie die Grundlagen zu einer Aufstellung vorlaufiger Ergeb-
nisse recht woM bOden Icttonen; mehr als einen Bericht vorltufiger Ei^ebnisse sollen aber
diese Ausführungen auch nicht bedeuten.

Vielleicht aber gestatten die bisberigen Beobachtungen doch noch eine weitere Schluß-
folgerung, nflndich difrEilicnntnis, dafi es im höchsten Grade wflnschenswert erschdnen maA,
mit allen Mitteln Sit trachten, unsere Aufstiege und unsere Visienmgcn zu noch

größeren Höhen emporzutreiben, zu Höhen, in denen doch vielleicht die Erscheinungen,
die wir heute als Stürungen bezeichnen, wieder anderen Erscheinungen weichen, in denen
eine Gesetzmäßigkeit zu erkennen ist; ich verweise bierm auf den Aufstieg Nr. 2, der
zwischen 17 vv.d ]'■> km lUihe, also 8 km über der unteren Grenze der oberen Inversion, eine
neuerliche, unvermittelte Windzunabme und Winddrehung feststeüL Nicht minder
erstrebenswert ersdieint es aucht iBe vielleicht gerade in den Hohen der oberen Inycrslon
in ausgedehnterem Maß vorhandenen Vertikalbewegungen der Atmosphäre zu studieren,
zu welchen Untersuchungen uns Herr Hergesell hoffentlich bald ein geeignetes Instrument
zugänglich machen wird.

München, Februar 1907.

Baiutfl« rar thpik 4u b*l«a Atnmf Mic a 14

Die Erforschung der freien Atmosphäre über dem Polarmeer.

Von

H. HERGESELL.

Im Jahre 1906 setzte Seine Hoheit der Fürst von .Monaco die seit drei Jahren mit
so großem Erfolge begonnene Erforsdumg der Atmosphäre Aber dem Ozean âarck Ballon- and

Drachenaufstics^-' übet dem Polarm eii c fnM. Die Jacht Prin* l>sc- Alice befand sich vom Juli
bis September in den Fluten des .\rktischen Ozeains. Neben der ozeanographiscben Forschung
wurden an gecigrneten Tagen unter meiner Leitung Registrierballon-, Fessdballoo- cmd Drachen-
aufstiege vollführt. Ferner wurde zur Bestimmung der Luftströmung eine Reihe von
Pilotballons mit einem besonders m diesem Zwecke konstruierten Theodoliten visiert

Meine auf dem Atlantischen 0/ean mit ynißem Erfulue angewandte Methode des
Doppelballoos kam auch Ober dem Folarmeere zur Vens'endung. Jedoch erwies es sich als
notwendig, das Fallen des aufgesandten Systems nicbt von dem Platzen dn« Ballons
abhängig zu machen, das mehr oder weniger dem Zufoll unterworfen ist, sondern durch ein
genaueres Verfahren zu erzielen. Mit dem Registrierinstrument wurde eine kleine Trocken-
batterie emporgesandt, deren Strom durch die Uhr nach einer je nach der zu erreichenden Höhe
eingestellten Zeit geschlossen wurde und welcher dann durch einen kleinen Elektromagneten
einen Abwurriiaken nffnete; dieser Abwurfhaktn gab einem der emporgesandten Raiions die
Freiheit, der zurückgebliebene Ballon begann zu fallen und erreichte mit seinem Schwimmer
nach vorher bestimmter Zeit die Meeresflflcbe.

Die Aufstiegszeit und damit die zit erreichende Höhe richtete sich in jedem Falle
nach der vortiandenen Wetterlage. Bei klarem Wetter wurde der Zeitkontakt auf 40 bis
80 Mnuten, bei bededtlem Himmel aof nur etwa 15 Minuten eingestellt WiewoU in letzterem
Falle die Ballons nach wenigen Minuten in den niedrig lagernden Wolken entsthwanden.
fielen sie doch nach so kurzer Zeit herunterj daß sie noch innerhalb des Horizonts des
Scbffîes blieben und bald eingeholt werden konnten. Die unter so ungünstigen Umstanden
erreichte Höhe betrug immerhin noch mehr als 4000 m.

Sowohl in den Buchten von Spitzhergen bei verankertem Schiff als in den Fjords
der norwegischen KOste, wo eine Verlulguijg der freien Ballons unstatthaft war, wurden mit
Erfolg Fesselballons an der Drachenleine emporgcsandt.

Wir konnten mit dicîcr Methode die atmosphärischen Verhältnisb,e bis über
3000 ra erforschen. Die Temperatur und FeuchUgkeitsverteilung über dem i'olar-
meere zeigt von etwa 70 Us 80* nArdlidier Breite wahrend des Polarsonuners eine Reibe
charaktcristisrlicr ZQge, die im folgenden geschildert werden sollen.

Die Abnahme der Temperatur ist bis zu den größten erreichten Höhen Meter)
sehr langsam: mittlerer Gradient 0,48* fflr 100 m. Diese Erscheinung wird dadurch hervor-
gebracht, daß zwischen T.uftkürper versehiedener Dicke, in welehen eine gleichmäßige Ab-
nahme der Temperatur bis zu 1* fttr lÜO m herrscht, eine Reihe von Inversions- beziehungsweise
isothermen Sdiicbten eingeschaltet ist Die Kurve des Temperaturabfalls eritBlt auf diese
Welse einen ganz anderen Charakter vit auf dem Atlantiscfaen Oiean. Sie nacht «inen

1. Die Resultate der Ballonaufsticge^

Die Erforaehtti^ der freien Atmoi|il»>re Ober dem Poluneer.

gezackten bl;iurigen Eindruck und nähert sidi in ihrem Aaflséhen der Kunre der hohen
Tenperatarinversion, welche zuerst von den Herren Tcisserenc de Bort und ABmann über
dem etiropftisclicn Kontinent entdeckt und die wir dann auch über dem Atlantischen Ozean
in einer Höhe von Ii km aufianden. Oft, aber nicht immer, findet sich über dem Meere
due Schicht von sdmelleri nahezu adtobatischer Temperaturabnahme, in welcher die
F< ■irhric'irf 't von unten nadi oben zunimmt, und die mitunter in ihrem oberen Teile eine
Wolktjndeclvc tragt.

Die folgende Tabelle enthfUt die charakteristischeo Zahlen zweier Aufstiege:

i& JuU 1906. L. N. 79» L. B. 8« Mittel:

Habe m o 250 laoo ijoo sjoo 3560

Temperatur 7,2 7,9 2,1 4,0 0,3 ofi

Gradient: Isothcrmic —0.62 Inversion —0.54 Inversion

3600 3840 4300 7050 7600

5,6 —6,3 —8,5 — a8,8 — joj6

— as9 —0.39 —043 — 0.71 —0.33
Mittlerer Gradient; ^.49

4. September 1906. L. M. 70" 45 L. B. 30*>i

Gradient

5.7

—090

lOM +1.0 )

1770 -f-fJ 2 I

840 — 1.8 I

' InveraioB

Gradient
3340 —90 ) —0.0

3440 —9.0 I I»i>thennJe
4330 —12.0 \
4720 — Id6 j
Mitderer GrmKeitt —0.47

Der Verlauf der Feuchtigkeit entspricht durchaus der Temperaturschichtung.

hl der untersten Schicht mit gleichnittBtoer Temperatnrabnahme nimmt die Feocbtis-

ktit gewöhnlich zu, wobei es häufig zur Wolkenbildung kommt, darüber springt sie plötzlich
auf 40 bis zu 60*/« und beharrt mit leichten Schwankungen, die dem einzelnen Tcmperatur-
kOrper entsprechen, auf <fiesem geringen Werte.

Ob die am 16. Juli 1906 über 7000 m Höhe gefundene Störungsschicht der oberen in
südUcber Breite etwa 11 lern hohen relativ warmen Sdiicht entspricht, lasse ich dahingestdl^
halte «9 jedoch far wahrscfaebdicfa.

Die soeben geschilderte Temperaturvcrtcilong hat zur Folge, daß die Mittel-
temperaturen der über dem Polarmcer Lifïernden I.uftmrissen verhrtltnismäßis hoi:h sind.

So betrug am 16. Juii die Miliellempcratur iiir 7üÜÜ m — 7^", wahrend über Euiupa
eine Luftsaule von dendbcn HOhe efaie mittlere Tonperatur rm — 5,A' hatte:

Man sieht aus dieser Zusammenstellung, wie mächtig di - Tinuntechrodien scheinende
Polarsonne auf die Temperatur der durchstrahlten Atmosphäre wirkt.

2. Drachenaufstiege zur Beobachtung der lokalen Winde.

Fast stets fanden wir an den Küsten Spttzbeigens, beziehiuigswelse in dessen tief
das Innere efaidringenden Buditen heftige Winde, welche ansdiehiead nur lokal wehtettf da
sie auf dem freien Meere sc^fort verschwanden und sog^eidi wiedergefunden wurden, sobald
das Schiff die betreffende Bucht wieder betrat.

Ich yeranstattete mdirere Drachenaufstiege in dfeaen lebhaften Wnden, welche alle
zu demselben Resultat fOfaiten, daß die Luftströmungen kaum ein^ hundert Meter weit in

Digitized by Google

H. Hergeisll, Di« EifaraChwg <ter tttien A tBMM|>M r e Ober dem PoltmiMr.

<8e Hohe reichten, sodafi die Drachen nicht weher zum Steigen gebracht werden konnten. In

der Kingsbny, Crossbay, dem Dnnesgat, dem Snuthpat, der Smeerenburgbay und ganz
bewndei^ in dar Wjidebay, jenem groika Fjord, der die Westinsel fast zur Hälfte von
N nach S dnrdisetzt, webten diese Winde mit groSer Rc^mlAiglceit

Die Tempcraturabnahme war in ik-x Windschicht schnell, nahezu adiabaüsch, die
Feuciitiglteit stieg vielfach bis zu IQ() " «. Darüber worde entweder ein kleiner Temperatur-
radient oder efaie Inversion, beäehunKs weise Isotbermie Iconstatiert, wahrend die Feuchtigkeit
piöt/iich auf geringere Werte fiel. Diese Lokalwinde konnten auch dwch die zahlreichen
Pilotballons konstatiert werden, welche von vielen KUstenpiinkten aus, so oft die Witterung
CS zulicü, aufgelassen und visiert wurden. Es liegen Beobachtungen aus dem Icefjord, der
Kingsbay, Croeébay, Danesgat, Sontbgat, Smeerenbergbay, Wjidebay vor, welche ansnahmlM
ein Wehen der untern I.uftstrrtmune vom T.ande her konstatierten.

Diese l-andwinde traten am kräftigsten auf, wenn heiteres Wetter über dem Meere
lag, und setzten an nebligen Tagen niteunter v0l% aus. Am diaraktertetisdisten waren itte
Landw'indc in der Wjiilebay, jenem großen breiten Fjord, der sich von der Nordktiste
Spitzbergens weit in das Innere erstreckt. Mit großer Kraft wehte hier der Lanäwiad von
Sflden her, der Bay entlang, mit Starken die 7 m.p.s. erreiditen, er war wie an den an andern
Buchten der Westküste an keine Tages- und Nachtzeit gebunden. Wenn die Lokalwinde
auftraten, webten sie auch nachts stets vom Lande her. Das Auftreten dieser Lokalwindc
rührt, wie an anderen Stellen, auch hier von dem Gegensatz der Temperierung zwisdien Land
und See her. Ihr ständiges Auftreten als Landwinde weist darauf hin, daß im Polarmeer das
gletscherbedeckte Inncnland von Spitzbergen beständig kalter als die warmen Fluten des
GoUstromes und die darüber lagernde Luftschicht ist, was tlbrigens die Temperaturbeobach-
tungen auf dem Schilf und die der ausgesandten l^dezpeditioncn dlrelEt bestätigten. Auch
andere Beobachtungen wiesen auf diesen Gegensatz der Temperaturvertcikinc: hin. Die
Landwinde wehten an den Küsten und Fjorden am kräftigsten, wenn wir beim Heranfahren
die so häufig vorkommenden Splegdvngen über der Wasseroberflache (Mirage) am
dentUduten wahrnehmen konnten.

Durch die V'isierun^ kleiner t;eschIov,scner Guinmiballcms mit einem ijeeigneten
Theodoliten koimten wir die LuftstrOmimgen Uber dem Polarmeere ihrer Richtung und
Gesdtwindigkelt nach bis zu grolen Höhen studieren.

Als allgemeines Resultat ergab sich zunächst, daß die Geschwindigkeit mit der Höhe
schnell zunahm. Auf den vorbin geschilderten Lokalwind folgte gewöhnlich eine bewegungs-
schwache Schiclit, aus welcher der Wind in die allgemeine Strömung überging. In Hohen von
10 km wurden fast regelmäßig WindsUiken von 15—20 m sec. konstatiert, an einzelnen
Tagen wiu*den in derselben Höhe 30 m pemeissen. Die st;irksten Geschwindigkeiten ergaben
sich stets bei einer Westkomponente, wahrend bei östlichen Richtungen in der größten Höhe
die kleiasten Geschwindlglcelten gefunden wurden. Die Windriditnng war an den Beob-
achtungstasjert 'vom 13 juli bis September) wechselnd, derart, daß das Vorhandensein einer
vorherrschenden Richtung nicht konstatiert werden konnte. Die Luft strOmte ebenso oft vom
Pol weg, wie zum Pol hin. Da die beobachteten bttensiven Strömungen ohne Zwdfd mit

dem großen Pclwirbcl 7.usammcnh;'in|ien, i>l eine haufige VerlaL^eruni; des letzteren an VBT«
schiedenen Stellen des Polarbassins durch imscre Beobachtungen wohl erwiesen.

3. Die Luftströmungen In der freien Atmosphäre.

Die Feuchtigkeitsmessung bei Registrierballonaufstiegen.

Von

E. KLEINSCHMIDT.

Mt einer AbbiMoec and twel Kutvemeicbnnngen im Text

Die nachstéheoden Untersuchmigen sind im meteorologisdiai Institat za StraBburg i E.

ausgeführt, dessen Mittel der Direktor, Prof. Dr. Hergesell, mir bereitwilligst zur
Vcrf Ogung gestellt bat Die Arbeit ist als WeiterfOIuiing einiger anderer VerOffeDtlichuogea'J
dieses Instkiits anwiaeben.

Einleitung,

Für die Feuchtigkeitsmessung bei Aufstiegen unbemannter Ballons kommt unter allen
bis heute bekannten hygrometrischen Methoden praktisch nur die Absorptionsmethode in
Betracht, d. h. diejenige, welche die Formandemng hygroskopischer Körper bei (von der relativen
Feuchtigkeit der Umgehung abhang1p:eri Absorption und Abgabe von Wasserdampf mißt. Als
beste hygrometrische Substanz gilt schon seit Saussure das entfeUete, blonde Frauenhaar,
nnd dieses wird wohl auch fast ausnahmslos bei den genannten Aufstiegen verwandt Aber
man begegnet seinen Ang^ahen mit ijroßpm Mißtrauen, sodaß in vielen Fällen bei solchen
Aufstiegen auf die Registricnuig der Feuchtigkeit von vornherein Verzicht geleistet wurde
«der wild. Einzdne Meteorologen dagegen, z. 6. A. de QuerTain,*) haben sich stets fOr

die Beibehaltung des Hygrometers ausgesprochen, ohne seinen Aufzeichnungen eine mehr
als qualitative Bedetttiug zuzusprechen. Ich habe mir die Aufgabe gestellt, zu untersuchen,
ob und innerhalb welcher Grenzen das Haarhygrometer als quantitatives
Meßinstrument gelten kann, tmd außerdem, unter welchen Bedingungen seme
Angaben auch nicht mehr als qualitativ richtig anzusehen sind.

Die Länge eines Haares, durch die bekanntlich') die rel. Feuchtigkeit der Luft ge-
messen wird, ist abhflngi^ tou seiner Temperatur T — und diese wird, den Fall direkter
Bestrahlung vielleictat ausgenommen, gieidi der Lufttemperatur sein —, der relativen Feuchtig-

d R

kcit R der tmigebenden Luft und von deren zeitlicher Änderung -j-^ , d. h. das Haar zeigt
eine gewisse TVtlgfadt. IXese 3 GrOflen können sidi gegenseitig beeinflassen ; z. B. kann die

>) H. Hcrgcscil, Met. Z. 1897, p. 121, 4jj u. 1900, p. i; ferner PrntfjkoII der I. nnd III. Konf. <I.
Int Komm. f. w. LaftacbiflUirt. 1S9S p. 93 bezw. 1903 p. 8i3. H. Hergesell und £. Kleinachmidt, diese
Zettadifift B I. 1904^, p. 108 «. «08. A. de Quervain, ebd. p. 163.

•) Rapport HU let iiaeen de BaMon« « mdet fiiita en Rnnie, p. if .

') Schon Sauaiar« mr dien behi nnt .

Digitized by Google

100

K. Klelaschnidt,

Trägheit mit der Temperatur oder mit der Feuchtigkeit oder mit beiden gldchzdtig sich
ttndem, der Temperatureinfluß kann bei verschiedenen FeuchtigkeitSgraden ein verschiedeaér
sein, und anderes mehr. Mit allen derartiçren Kombinationen werden wir ans im folgenden
zu beschaiügen haben, soweit sie für Rf^nstiierballons in Betracht kommen.

Nicht abhänftiR i^t die Haarlänge, w.is bereits Saussure gefunden batte, von andern,
in der Luft vorkommend'' i C:! ,cn und vom Luttdruck. Obwohl der letztgenannte Punkt von
jenem Forscher ausfülirueh uniersuthi wird';, hielt ich dennoch eine Nachprüfung ftir
wOnschenswert, einmal, weil bei Ballooanfetiq^ groSe Dmckuoterschiede vorkommen, »im
andern, weil es bei den spftccr zu beadlreibenden Experiniaiten bftufig hOchat nQtztidi war,
im luftverdOnntcn Raum zu arbeiten.

Die ^{adlIn^(tfang bestand in folgendem Verfahren. Da nach Shaw*) in einem Raome
mit normalem Luftdruck unter gewöhnlichen Verhältnissen bei Anwesenheit \on flüssigem
Wasser vollständige Sättigung nicht eintritt, wuide künstlich in einer abgeschlossenen Gla»-
glodte dtirch ein^, aufeinander folgende plotzUdte Verddnntingen für etwa 2 min Nebel
erzeugt, wobei allerdings der Luftdruck in der Glocke auf etwa 650 mm sank. Zwischen
400 und 300 nun lonendmck wurde dasselbe Verfahren angewandt, während es schliefiUcb
bei etwa 30 nun nidit mehr n Hig wur, weil dann der Raum sich freiwillig mit Wasserdampf
sättigt. Die Prüfung bei völliger Trockaiheft wurde in der Weise be\\ erkstelligt, daß das
Instrument unter derselben Glocke zu<5ammen mit einei" Schale voll Phosphorpentoxyd 24
Stunden stehen gclosaea wurde ; iucraul wurde evakuiert. Das Verhalten bei einer mittleren
Peuchtigkdt wurde so festgestellt, dafi die Glocke bis auf etwa 100 mm erakulat wurde;
dabei sank die rel. Feuchtigkeit in einem Falle z B. auf ca. 30* „. Nach 24stQndigem Stehen-
lassen wurde Luft, die durch 5 Waschflaschen mit konz. Schwefelsaure, durch zwei Cblorkal-
dumrOhren imd efai Rohr mit Phosphorpentoxyd vOll% getrocknet war, eingelassen, wobei
sich die rel. Feuchtigkeit in der Glocke nach stattgehabtem Temperaturausgleich nui ent
sprechend einer inzwischen erst eingetretenen Temperaturandening vermindert oder vermehrt
haben konnte. Alle drei Versuche bestätigten in voiUg fibereinstinimender Weise das Resultat,
daß die Angaben des Tla.irhyv^rometers vom Luftdruck soweit unabhängig sind, daß ein
etwa vorhandener Einfluß nicht meßbar ist. Nach dieser Feststellaog wenden wir uns der
e^ientllchen Aufgabe zu.

Über den ersten Punkt unseres Programms, über die Abhängigkeit der Haarlange
von der rel. Feuchtigkeit bei konstanter Temperatur und stationärem Feuchtigkeitszustand
hegen eine Reihe von theoretischen und experitneiiicllcri Unlcrsuchungcn*) vor, sodaß neue
Resultate nicht zu erwarten sind. Nur auf die experituentdle Untersuchung dieser Ab'
hänglichkeit in jedem einzelnen Fall, auf die Eichung der Hygrometer, werden \^'ir in
einem Anhange etwas naher eingeben. Wir gehen daher sofort zu der i^cstimmung der
thermischen Einflüsse ober.

Die im folgenden tu behandelnde Frape ist schon sehr frtlhc, wcniprsten"^ ftlr gewisse
FftUe und kleinere Teraperaturintervulle untersucht worden. So liat bereits Saussure*) den

>) Sausaore, Versach über d. Hygromctrie, QstwiMa Klunker, Nr. Iis p.ii8 If.

') Philosophical Mag. Vol. 179 A, 1888, p. 73.

' E.nc Zusnmmt;i tclluni; (1er LitciMUT liehe s. B. bei Pirciier, Denkadtriftsn d. Kwi. Akid. d.
Wisseaschaften. Wien, B. 73, 1901, p. 267 ff.

*) Ssuisvre, OstmMs Kliniiier Nr. 115, p. jt 1t,

Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Haares.

Die FeochticMtsmeamng bei ReglMrietlMlImmiMeceii.

101

scheinbaren Ausdehnungskoeffizienten des Haares (auf einem Gestell aus Messing) für
Temperatam zwischen +12>5 and ^15 Zentigraden im Zustand TOlliger Trockenheit zu
15 • 10-* bestimmt. Der wahre Wert ist demnach, da Messinp sich um 19 • 1(M pro Grnd
ausdebot, nach ihm gleich 34 • In gesättigt feuchter Luft gelang ihm die Messung nicht.
Bs sdiien ndr der Mfihe wert, die Messnng za wiedeiliolen, da von rerscdiiedeaen neueren
Autort- n i siehe unten Fußnote'; andcru Zuhicn angegeben werden, und dabd die TempemtUT-
grenze möglichst weit nach unten zu verschieben.

Das zu den genannten and anderen, nodi zu besprechenden Messungen benatzte
Hygrometer bestand ans doeoi BBlkefi aus so dünnem Messingblech, daß seine Stabilitit
noch sicher gestellt war; an seinem einen Ende war er zweimal rechtwinklig umgebogen,
sodaß eine kurze Achse eingesetzt werden konnte, die einen Zeiger (150 mm lang) und einen
kurzen Hebel (meist 7 mm lang) trug. Auf dem Balken ließ sich an beliebiger Stelle eine
Klemme fcstsrhrauhen, in der die beiden Enden eines Ha;ircs, das durch ein Loch am freien
Ende des kurzen Hebels gezogen wurde, befestigt werden konnten. Das Haar war durch
eine Spiralfelder mflglidtst schwach gespannt Der Zeiger spielte Ober einer MilUmeter-Skala.
Parallel dem Balken wurde ein kleines Ouecksilbcrthcrmomctcr angebracht. Der yanze Apparat
ließ sich bequem in einer Glasröhre von 3 cm Durchmesser und 25 cm Lange unterbringen.

Sehr dnfoch gestaltet sich die Besdnunnng des Ausdehnungskoeffizienten in vOllig

trockener Luft. Zu diesem Zweck wurde ein einseitig zugcschmolzenes Gasrohr mit dem
beschriebenen Apparat und einigen Gramm Fhosphnrpentoxyd beschickt, dann am andern
Ende ausgezogen, evAirfert (mit der Wasserstrahlpumpe auf ca. 20 mm) und abgesdunolzen.
Obwohl die Einstellung des Zeigers in einigen Minuten erfolgte, wurde mindestens 24 Stunden
gewartet, bis die Röhre in verschieden temperierte Bader gebracht wurde. In jedem Bad
blieb sie wenigstens eine halbe Stunde, wahrend welcher Zeit man die Temperatur mit
SdlWankungen von höchstens 0.5^' konstant erhielt. Mehrere Versuchsreihen lieferten fast
genau identische Resultate; in nachstehender Tabelle ist eine von ihnen wiedeis^ben.

TabeUe i.

Twap.

1« Skal^rSlM

PrOMBt

+ 50
+ «S
— to

0 mm
1,2 nun
4,1 mm

• •5
1.3

o.o6
O.06

17
16

P ist der Ausdehnungskoeffizient pru Grad gegen Messing; unter „Prozent pro Grad"
ist der durch 1 Grad Temperaturandenmg hervorgerufene Ausschlag tai FMzenten rdativer
Feuchtigkeit fnaeh dem Skalenwert für sehr große Trockenheit) eingetragen, und b jribt die
Zahl der Grade, die einen Ausschlag von 1*/« veranlassen würde. Temperatursceigerung
bewirkt (ebenso wie zunehmender Wasserdamp^sdialt) VerUngerai« des Haares oder mit
andern Worten: der scheinbare Ausdchnunfjskoeffizicnt gegen Messing (ß) ist positiv, der
wahre IfiJ also größer als bei diesem Metall, und zwar beträgt er nahe das Doppelte'), nämlich
bei Zimmertemperatur (19+15»3^ • 10-«.

') Pirchcr (I. c.) setzt den AusJchnungskocffizicntcn des Haares gleich dem des Hessings (ohne
Angabe einer Quelle). Koppe (Die Mc^vung des Peuchägkeilagehalts der LuTt, Zürich 1878 p.31) gibt den
Aiwdebnuiigfkoeffisienteii anter Berufung aui Saatevre sn 19.1e-* pro *R (gleich 15 • to-* pro *Qi dieser
Weit irt «ber imr gilt^ wem da« Hmt auf ein Meaniiiieateli geapemt iat

Digitized by Google

lOS

E. KUinackmidt.

Die ZaSäea der Tabellen zeigen, daß ein trockenes Haar seine Lange stetig nät der
Temperatur ändert, sich also wie ein beliebiger festei" Körper verhält, und daß auch bei seüir
starker AbkOhlung, z. B. bis auf — âO°, sàch der Wert von ß, nur wenig ändert.

Weit sdi-wterigcr ist die BeBtimmuiig des Ausdehnui^iskoeffiiieiiteii für feuchte Haare

und zwar aus folgendem Grunde : Da die Untersuchung stets in einem geschlossenen Gefäß
erfolgen muß, weil so tiefe Tempcratturea in der Natur an zugänglichen Stellen nicht zm
VafC^gme stdien, werden immer gewisse Teile des GeftBes und seines bdialts, z. B. dKe
Wandungen, während der erforderlichen Abkühlunft kallei .sein als die eingesehlossene Luft
in dei nrichsten Umgebung des Haares; es wird daher nie der Zustand der Sättigung, der
•afangb geherrscht hat, danerad fortbestdben, sondern es werden zeitweilig geringere
Feuchtigkeitsgrade vorhanden sein. Falls nun das Haar bei tiefer Temperatur die Fähigkeit,
Wasser zu absorbieren, oder Oberhaupt auf Änderungen der rel. Feuchtigkeit zu reagieren,
verliert, so wird der 2ieiger stehen bleiben etwa an einer Stelle, die der rel. Feuchtigkeit
des Momentes, in dem es sein Reaktionsvermögen verlor, entspricht. Von diesem Angcnbllck
an kann man aber nicht mehr erkennen, ob das Ha:tr den Maxiraalgehalt von Wasserdampf
aufgenommen hat, und demnach ist auch die Bestimmung von ß daim für völlig feuchte
Haare unmOgUdu

In der Tat tritt eine solche Störuns: ein, auf die wir spater zurückkommen worden.
Hier begnügen wir uns mit der Angabe, daß die Messung der Ausdehnungskoeffizienten bei
einer rd. Feuchtigkeit von 100*1, nur bis zn —TIP herab fldang, und zwar wurde gcfimdai

zwischen +10' und -20» p = 15 • 10-«

4-16» „ ß-0

Demnach wäre der wahre Ausdehnungskoeffizient ß, im erstem Fall genau wie bei völliger
Trodcenheit fflefdi 34 • Vh*, im zweiten FkK dagegen glddi 19 • 10-*. Zwar machen aus den
früher angegebenen CirOnden i'die möglicherweise vorhandenen Temperaturunterschied«.- in
einzelnen Apparatteilen) diese Zablen keinen Anspruch auf große Genauigkeit, doch zeigen
sie, ûaA (l» bei 100*/, von etwa detselben GrOfle ist wie bei 0*f, wenigstens bis —20^. 6s Hegt
nun Icdn Grimd vor zu der Annahme, daß sich ß, unterhalb —20' sehr stark Ändern werde.
El)eoso ist es wohl ausgeschlossen, daß ß, bei rel. Feuchtigkeiten zwischen 0 und IQVU
wesenüich andere Werte annimmt als an den Grenzen dieses Intervalls. Man wird daher
nichts einwenden lEBonen, wenn wir für Temperaturen zwisdien -1-90* und —60^

= 34 . if>-«

seligen, vor allem dann nicht, wenn das Haar sidi in einem ziemlich trockenen Zustand,
entsprechend einer rd. Feuchtiglcdt von ca. 20 bis 40*/«, befindet, wie es in üen meisten der
hl einem spateren Abschnitt bevrodienen Registrierungen der Fall ist.

Der Trägheitskoeffizient des Haarhygrometers.

Die Abhängigkeit der Einsteilung eines Hjrgrometers von der zeitlichen Ändming der
reL Fencht^eit 1st zweifetsohne eine bedeutend kompUziertere als beim Thermometer, schon

allein deswQjen, weit e« sich nicht wie bei diesem um das (innere und nußcrcl Lcirvcrmnf^cn
eines Metalles fflr eine Energief(»in, sondern um den Transport eines ponderablen Körpers
(des Wasserdampfes) durch die Zdiwtbide einer organisdiem Substanz handdt. Es schien mir

daher zwecklos, auf physikalischer Grundlage eine Formel für den Tr.lgheitskoeffizienten des
Hygrometers ableiten zu wollen, wie dies für den des Thermometers von Hergesell*)

') H. Hcrgetell, Met. Zdtadulft tin V-

Digitized by Google

Oie PeacMi^eUamewaiif bei Regktrierbinoamrsttegeii.

103

gesdidien isc Vidmehr hielt ich es fflr aqgesdgt, ungekdirt einen TraglidtskoeCfizieDteii t
zu definieren durdi die Gleichung

wo R die wirklich vorhandene rel. Feuchtigkeit, r die vom Apparat angegebene und z die
Zeit bedeutet; far dieses t muB dann die Abhängigkeit von den verschiedenen mtiglichen
Faktoren experimentell bestimmt werden ■).
Es kann nun t abhängen

1. von der Beschaff cnheil der hygrctskopisehen Substanz»

2. von der Starke des ventilierenden Luftstroms,

ä von der Tempentur der hygrometrischen Substanz^ die in den für «um in BettaiA^I kom-
menden FaUen gleich der LafttempenttUT T gcsetat werden kann,

4. von der reLntiven Feuchtigkeit R,

ü K

5. von , und zwar von seinem Vorzeichen, d. h. von dem Umstände, ob die rel. Feuchtigkeit

zu- oder abnimmt,

& von (r— R), d. h. vom absoluten Wert du jeweils vorhandeoea Differenx zwisdien -wahrer

und auf^e£cichneter reU Feuchtigkeit,
7. von der Luftdichte.

Zur UntersudmnK dieser verscbledenen Punkte wurde in der Mehrzahl der FUle eine

Versurhsanordnunp hcniitj^t, die der von de Quervain*) angewandten entsprach: ein Ventilator,
bei dem die Luft2nifuhr nach Belieben al^edrosselt werden konnte, lieferte in einem Rohr von
32 cm Durchmesser einen vertikal nach unten gerichteten Loftstrom, dessen Geschwindigkeit
mit der Krellschen Stauscht ibe c;eme - n v erden konnte. In diesen Luftstrom wurde das
Haarhygrometer eines Kegistricrinstrumeniä in derselben Lage, in der es sich wahrend eines
Ballonatifetiegs befindet, gebracht, nadidem es sich vorher in eînem Kasten zusammen mit
Wasser oder mit Phosphorpentoxyd befunden hatte. Das Hygrometer war geeicht, und die
Feuchtigkeit der vorbeistrOmenden Luft wurde dauernd mit dem Aspirationspsychrofneto*
kontrolliert. Die Trommel, auf der das H3^offleter stteieb, hatte dne einstflndige Umlaufs-
1 was vollkommen ausreichte, zumal tat die .-Vuswertung der Kurve nach Beendigung des
Versuchs vor dem Fixieren Zt itmarken mit der Schreibfeder selbst je nach Redarf in .\bstandcn
von 15 bis 60 Sekunden gcniachi wurden und so eine Genauigkeit der Ablcbungen bis auf
1 Sektmde gewährleistet wurde.

Wir wenden uns jetzt der Untersuchung von t tn seiner Abhängigkeit ven den oben
angefahrten Faktoren zil

1) Als beste hygrtwnetrische Substanz gCt, wie gesagt, schon sdcSattssures Zeltblonto
Frauenhruir, das auch ursprtinRÜch allein zu unsern Versuchen verwendet wurde. Nach .\b-
schlufi derselben erscliien eine Arbeit von S. F. Fergusson*), der für Stationshygrographen
die EmpfindHddteit von Pferdehaarea nahezn gleich der von Mensdienhaaren findet Nach-
träglich habe ich einen Vergleich ftir rasche Feuchtigkeitsanderungen angestellt und gefunden,
daß weiâe Pferdeliaare etwa d bis 10 mal so trüge wie Menschenhaare sind. Für Registrier-

\i Mnn könnte cVifii5<j>;ut eine andere Beziehung zwischen R, r, t i^nJ ^ aufstellen; da ich aber
icein« Formel, aas der sich nach den Beobachtungen für ein und denselbea Versuch ein konaUntea t abteiten
iißt, fand, ao babe Idi die obige gewSlilt

■) BaiMg« aar Phyetic 4. freien Atnoaphlre, Band 1 1904/95 p. ttaff.

■) TlK eirort of AbaorpUon HygraatMen, Ann. of tiie Aatnmonneal ObaenMoiy cf Hamid College,
Vol. LVin, Part, n, p. IJ7, Cambridge 1906.

B«inlt» ni Phjiik d*> ri«i«a AtaawUn. O. IS

Digitized by Google

104

E. Kleiaachmidt,

ballonuufstiege kommen sie daher wohl kaum in Betracht, dagegen halte auch ich sie für
geeignet bei Stationshygro^rnphca, Wir werden uns also im Verlauf dieser Untersudnuig

nur mit Frauenhaaren beschäftigen.

Bei einer gegebenen Substanz hange t wesentlich von der vorausgegangenen Behand-
lung ab; dodi hierQber scheinen nene Versudie ttberflass^, da man seit Regnanlt weifi, dafi ebie
24slündigc Auswaschung: des Haares mit Äthyläther sicherer ebenso befriedigende Resultate
liefert als die Behandlung mit Natronlauge. Der Aufenthalt im Äther darf ttbrigeitö nach
Pergnsson (l. c) nicht viel Ubiger als einen Tag danem, da spater das Haar nach seine
Festii:ckeit einbüßt. Bei unsem säindichen Versuchen waren die Haare gleichmäßig in der
angegebenen Weise präpariert.

WdterUn kommt die Anzahl der bei einem Hygrometer vorhandenen Haare und ihre
Anordnung in Betracht. Nun ist es von vornherein klar, daß Hygrometer mit mehreren,
möglichst gleichmäßig gespannten Haaren unter sonst gleichen Bedingungen trotzdem eine
verschiedene Trägheit zeigen, weil es kaum durchführbar sein dürfte, den Haaren die genau
gleiche Spannung und dne Anordnung, daß sie einzeln in dertetben Weise beim Aufsteigen
vom Luftstrom getroffen werden, m pchen. Sind diese Fordenmgen nicht erfüllt, sind /.. B.
die Haare nur ganz wenig gedrillt, so muß sich schon i. ulig. eine Änderung der Empfindlichkeit
bd ztmehmender gegenfliser nbndUMnder Peuchtigkeit geltend machen; in einem soldien Falle
wird nftmlich meist irgend ein Haar mehr freien den Luftstrom geschützt sein a!s die andern,
und nach ihm richtet sich der Schreibhebel bei zunehmender Feuchtigkeit, bei abnehmender
Feudit^keit dagegen wird das am meisten «pooierte Haar ach zuerst «isammeoridieD and
den Schreibhebel bewegen, noch che die and< rn der Feui hti^keits.ïr.derung gefolgt sind. Mit
andern Worten: HaarbOndei werden häufig zunehmende Feuchtigkeit relativ langsamer
anzeigen als abnehmende.

Derartige Komplikationen fallen weg, sobald man nur ein einziges Haar vei wendet *),
wie CS ja auch bei den Saussureschen und Koppeschen Ilygromeicrn geschehen ist. Die
genannten sind jedoch Zeigerinstrumente, haben also nicht die Reibung^ einer Schreibfeder zu
überwinden, wie die Registrierapparate. Ein Haar soll nun nach Saussure mit nur 0.6 gr
trespnnnt sein, wenn es dauer nd l iehtii: zeii^t n soll. Diese ^ci inue Spannune e^enOjït aber
nieht zur Fortbewegung der Schreibieder bei zunehmender Feuirhtigkeit, obwohl für möglichst
geiii^ Pederreibung gesorgt war* einmal dnrdi Verwendung von berUber AlumJainmfolle
als Schreihfl.lche und zweitens durch Schreibfedem aus sehr dünnem Neusilberblech*), die so
justiert waren, daß sie schon bei einer Neigung des Instruments um ca 20° aw» der Vertikalen
die Uhrtronunel verlieBen. Dagegen rddite dne Spannung von 1,5—2 gr unter den genannten

') Ich will hier erwähnen, daß anfangs Bedenken vorlagen, die Apparate, mit nur ctncm Haar vcr-
Mlmi, eraponUMndM. d> t>esondcrs im Momente des AuHassens ein Zerreifieil tu bcAkrchtcn war. Deshalb
versuchte iMM In Fitlhjiihr 1906 eine Anordmuig, bei der 3 Hure eingeiogea wiren: eins denelben war In
Spannung, die beiden andern mit leichtem Durchhang befestiift. In diesem Fkll warde die re0atrierte Kwe

nur durch das eine Haar bewirkt; uHtc c. irrri-sir-n, 50 h!itt<:n lüu l'cUltn .iruU-rn in T.'i'i^Viit iiL^lfii mOs-^en,
und auf der Kurve wäre das ZerrcilSen durch einen .Sprun;; des Schrcil'jlilia (.rkcnnüjch gcwc-rtn. Nach dem
aliur bei mehreren Aufstiegen das gespannte Haar .v^'A\ ruiih i>-r Landuntf noch unversehrt war, wurden ;Ll!t.-
Instrumente mit einem eiiuigcn, möglichst dünnen Haar montiert und durch einen Anschlag, wie er auch
schon frOber bei maaeben Instramentea in Gebrauch mr, dafür gisorgt, daii bei einem Zerreißen die andern
Sclireibfedera »dit gest9rt worden. Bei den hia heute an<gel&hrten Aufstiegen Inm der Apparat jedeamal
mit rniveradirtem Haar turflck.

DicM/II K. r; IitfinJen sich seit 1905 auf nltcu in Str.ifîh^irg benntztcf. Rfj;i^tri<Mi^ititiirnfn;tMi , im
selben Jahre hat sie auch Herr Aatmann an einigen Apparaten anbringen lassen (trgcbn. d. Arb. am Kgl.
Fr. Aeronaut. Obaervatoiiiini, In Jahre 190$, p. 137JL

bei Rf^itrieriMlouvfiticgen.

t05

Umstanden völlig aus. Versuthe zdgten, dafi die Instramente bei derartigen Spannungen
«war in Zeit von einigen Wochen häufig ihren Nullpunkt etwas verlegten, daß dagegen, wie
auch von Pircher') dargetan wurde, der Skalenwert des Hygrometers sich nicht Änderte, die
Apparate also ftlr Registrieraufstiege brauchbar blieben.

Das Resultat der experimentellen Bestimmung des Bnflusses der Haarzahl ergibt sieb
ans den Messungen Nr. 1 bis 18 der Tabelle 2. Dividiert man das t irgend einer Beobachtung,

Tabelle î.

Träghtitsküüffizient t der Haarhygromcter uiUci verschiedLncn Bedingungen.

Z4hl

lntcr\'all
von r

Den

Vfntilicn':L

.1.11

R-r

Zahl

latorvall

ventilierenden

R-r

Nr.

der

Luttstrom»

i!ci

1 V

Luftstromi

nrter

An-

Tf ruf».

"<'

V, luv.

r — R

1
'

H.iarc

An-

Kii'lc

t d. y.

r R

5.0

0.6

— li)

5.0

5-4

5.0

1,0 '

f 10

1-3

5.0

1-9

-|- 10

5.0

2.2

2.0 1

— 10

S-o

6.3

2-4

— 10

S.O

4.S

J-S

3.1 1

S.O

4-t

5.0

0.8 1

art

— 10

17-5

5.0

I '*

— 10

S-o

12. 1

5,0

0.4 1

1 40

fin

— 10

5.0

(V)

5'^

^ 0

1 5

0.8 '

fin

— 10

4.8

5.0

1-4 '

4-20

5.0

2.3

e Q

> 7

60
%M

Ï 0

1.3

«5

1.2

I I.O

lü

• 7

S.O

1 8,0

$.0

1.6 1

+ 3

1.3

3.0

2.0 '

S-o

1.0

•5

1.0

3.0

' ? 1

S-o

0.6

100

4fj

0.2

0.5

100

5-0

2 1

•I'J

5.0

0.6

7(1

tV)

0.4

100

ÜO

0.4

5.0

0.7

»J

5.0

0.7

5.0

'•3

5.0

1-3

' 55

0.2

5.0

2.3

! 56

0-3

5.0

■ 57

S<^

1 5

0.7

»7

5.0

2.0

1 58

0.8

5.0

1.8

100

5.0

0.2

5.0

2.1

0.5

5.0

2.6

, 61

5.0

0.6

— 10

5.0

6.3

Die Messungen Nr. i bis Nr. 37 sind aus einer viel {größeren Zahl $0 ausgewählt, daß je 2 von
ihnea in allen Bedingungen Übereinstimmen mit Aasnahme «iner ebui^n, deren Wirkung jeweil« klargestellt
wenten soll.

•) I. C p.s77t

Digitized by Google

106

E. KI«iRa«liinidt,

bei der 10 Haare die hygromelrische Substanz bildeten, durch das t, das aus einer Messung
mit 1 Haar unter sonst gleichen Bedingimgen erhalten wurde, d. h. stellt man Nr. 1 mit 9,
Nr, 2 mit 10, Nr. 3 mit 11, Nr 4 mit î_', Xr. '> mit 13, Nr. 6 mit 14 Trusammen, so er^nht sich,
daß ein HaarbQndel von 10 Haaren ein durchschnittlich 1,4 mal so grolies t besitzt wie 1 Haar.
5 Haare (Nr. 7 und 9, Nr. 8 und 10) sind etwa ebenso vielmal trBger als 1 Ibar. Der Untersdded
zwischen einem imd mehreren Haaren ist hiemach nicht sehr bctr.lrhtlich; immerhin sollte
man stets nur 1 oder 2 Haare auf Registrieriostrumenten fUr Ballonaufsdege verwenden. Bei
DrachenauEstl^ien dagegen ist wobl stets ein BQndel Haare mébr am Platze.

2) Die Abhanpifikeit desTrägheitskoeffizicnten von der Geschwindigkeit des ventilierenden
Luftstroms lafit sich aus folgenden Messungen erkennen: Nr. 5, i; 6,4; 13» 11; 14, 12; 16^ 15;
17, 12; 18, 15. Bildet man aus dem t )« zweier Beoltacbtungen den Quotienten, so findet man
den .Mittelwert 1. 1. Das bedeutet, daß t nahezu von der Ventilationsgcschwindigkcit unab-
hängig ist. Denuach ist die Trägheit des Haares nur z. T. darauf zurückzuführen, daß die
Abgabe des Wasserdampfs von seiner Oberfläche an die umgebende Luft eine gewisse Zeit
verliuigt, die verkürzt wird, wenn eine gute Luft/irkulation vorhanden ist; vidmehr gebührt der
Hauptanteil dem Zeitverlust beim Vordrinpren der Fcuchtiiikcit \ om Innern zur Obcrfl;u lic des
Haares. Diese fast völlige Unabhängigkeit von der Ventilation gilt natürlich nicht mehr in dem-
atVaea Maße bei dicke» Haaibonddn, die, wie es bei StatfcunshyKrographen der Fall zn sein
pflegt, noch dazu in einen, wenn auch porösen Schutzkasten ein£reschlnssen ?im1.

3) Wir wenden uns dem Einfluß der Temperatur zu. Vergleichen wir zunächst t bei den
Temperaturen ca. + 10 und +20% so finden wir aus den Beobaditungen Nr. 19, 22; 20, 23; 2l,2iy
25,29 ; 26,30 ; 27,29 ; 28,30, daß der Untt rsrhied für diese Tempernturen nur unbeträchtlich ist
und bei + 10^ eine etwas größere Empfindlichkeit vorhanden zu sein scheint als bei + 20*.
Ein anderes Etgebnls fiefett die Zusammenstellung zwisclien t bei — 10* und + 10*. Wir Im-
trachten zu diesem Zwedc die Messungen Nr. 31, II; 32, 12; 31,33; 32,34; 31,3; 32,4; 35, II;
36, 12; 37, 12. Aus ihnen ergibt sich, daß bei — 10° die Trägheit durchschnittüch 3,5 mal größer
ist als bei + 10', es zeigt sich also eine starke Zimahme von t mit sinkender Temperatur.

Leider war es mir bei den kiimatisdien Verhältnissen Straßbur^s nicht möglich, die
Trne;heitsbcstimmung bei noch tieferen Temperaturen als - 10» auf demselben Wege weiter
zu verfolgen. Da mir aber eine derartige Messung dringend notwendig erschien, wandte ich
folgende, allerdings oicbt ganz gleichwert^ Methode an. Eine Glasröhre von etwa 30mm

DurrhmcsscT war in nebenstehender Form
gebogen (Fig. 1). Der Schenkel B, der zur
Aufnahme des weiter oben beschriebenen
Zeifierhygrometcrs diente, konnte bei D mit
einer Glaskappe zugekittet werden. Durch
die dOnne, bei C en^^eschmolzene Rtthre Hell
sich der Apparat evakuieren und dann durch
Abschmelzen verschUefien. i3evor letzteres
geschah, wurde eine ganz geringe Quantität Wasser eingeffflut. Ktlhlte man jetzt den
Sdkenkel A auf ca. —80" ab. so >ir!ie -.ich nach einiger Zeit in B, das zunächst bei Zimmer-
temperatur belassen wurde, die rel Feuchtigkeit vnn n;the<ru 0°'„ her, da aller VVasserdampf
nach A überdestülierte. Nachdem dieser Zustand erreicht war, was an der festen Einstellung
des Ze^iers etfeannt wurde, wurde Schenkel B bi veracbieden temperierte Bader (zwischen
+ 10* und 4"»«) gebracht, wahrend A auf 80» prchnltcn wurde. Zwar ist, wenn B auf
— 35* abgekühlt ist, die rel. Feuchtigkeit darin nicht mehr so klein wie bei +10"; doch kann
sie nur sehr wenige Proaente betragen. Zwar bat man die DampEspannung des Wassers bei

Digitized by Google

Dis Feudit^teitameanmf bei Re8totri«tlMi.1loaMrMl«g«n. 107

— SCP noch nicht gemessen; es IMt sich aber daraus, daß bei — 50° die Dampfspannung nur
noch etwa 70*1, von der bei — 3G^ ausmacht, schficfien, dafi sie in einem Raimi ▼<» — 40* bei
einem Taupunkt von — RO'R sehr ^erin^ ist. Sobald der App:ir;it in R Jif Temperatur des
Badcä angenommen hatte, wurde der Scheolcel A in Alkohol ^'on Zimmertemperatur, oder
wenn B gerade diese Temperattir hatte, in soldien von + 30* getaudit, so daB sofort in ihm
alles Wasser verdampfte und sich an den W'änden von B niederschlug, soweit es nicht zur
Sättigung dieses Raumes diente. Eine gewisse Unsicherheit der Messungen liegt darin, daß
man nicht sagen kann, wieviel Zeit erforderlich ist, um B völlig zu sattigen. Immerhin kum
es nur wenig sein (von der Größenordnung einer Minute), wenn man bedenkt, daß der Luft-
druck in der Rohre stark erniedrigt 1st, und daß z. R. Warhurix und Thnn ri' im luftleeren
Raum nach 2 see. den Gleichgewichtszustand hergestellt fandcii. Die Einbiciiung des Hygro-
m^ers datierte dagegen, wie aas untenstehender Tabelle 3 zu entnehmen ist, sehr viel langer,
sodafi nan in wesentlichen die Trägheit des Haares beobachten wird.

Tabelle 3.

T im luftverdfinnten Raum bei verschiedenen Temperaturen.

[nurv.ill Mnn r

lit

II ; I

III I

IV : 1

- 5^

I..J] -- 20"

0- 5>

52.0

IOS.O

316.0

3.1

6.1

10—20 »/•

41.0

230.0

6.1

342

20— JO"/»

7-9

16.0

S9.0

2.0

11.3

SOjO

30-50

4 I

I I 0

45.0

11.0

40 — 50

10.0

35.0

50—60 " ■

a.7

«4

«.S

60—70

2.S

17.0

120.0

7.7

SSO

70—80 >

13.0

118.0

Sao

«0— fl0*f»

J.I

Ï-7

8.3

Die Tabelle lehrt, daß auch bei der besprochenen Methode zwischen 0 und etwa SO*?,
der Träghcitskocfflzicnt ganz enorm ist, und daß er bei zunehmender Feuchtigkeit fttr alle
Temperaturen rasch abnimmt. Die Übereinstimmung dieses Resultats mit dem auf andern
Wege erhaltenen (S. 106) beweist, daß nicht etwa die Feuchtigkeit in der Röhre so Uingsam
auf lOO*'^ wachst; doch mag das nicln piritzliihc Eintreten di-r .Siittigunj^ auf die Werte von
T für r zwischen 0 und 20* „ einen nennenswerten Einfluß haben, und deshalb wollen wir diese
In Zokonft nidit beaditen, znma! auch dn so groSes t eh» Registrierinirve praktlsdi
Hrvprweitbar macht. Dagegen werden wir uns die -f für r zwischen 20 und 90''o näher ansehen
und zu diesem Zweck für die Kolonnen II und I, III und I sowie IV und I die Quotienten
der Zahlen ehier ZeUe bilden, wie dies In den drei letzten Kolonnen der Tabelle gesdidien
ist Wir finden dann, diiß das Haar bei —20» im Mittel 9.3 mal. In i — durchschnittlich 2,2
mal so trage ist als bei Far etwa -40* wird r bei großer Trockenheit unendlich grofi,

bei mittlerer Peuditigkeit etwa 50 mal so gr<^ wie bei IV, und wir haben somit 4 Punkte
einer Kurve filr t, die la Figur 2 gezeichnet ist Aus ihr lâlk sich entnehmen, daC der

■) Wiedemum Ann. & 47 tM7 P. 4*^

Digitized by Google

lOS

E. Kleiaiclimidt,

Quotient fOr t bd — 10> and +tO* etwa 3,7 betragen würde, daß anderseits der Untersdiied

im Verhalten bei 10° und nur klein sein kann. Beide Folgerungen stimmLii mit den
direkten Messungen, die auf völlig unabhängigem aodero Wege erhalten wuuden, vollliominen
Oberein ; denn wir fanden (Seite 10t») für das VerbOltiiis von t bei —10 und +10 den Wert

3.5 und nur eintri Ke'inKeii UiUer-
2 schied hei ^10 und +20". (Fig. 2.)

Die gute Übereinstimmung der
Ergebnisse der beiden Methoden kann
als Beweis gelten, daß die zuletzt
besduiebene der ersten wenigstens
von 20*^0 ab anfwlrts glcidiwcTt^
ist, wenn man die Quotienten der t
fOr verschiedene Temperaturen unter-
sucht; über die Vergleidibarkeit der

absoluten Werte ist hierdurch nichts
ausgesagt. Leider laüt sie sich nicht
umkehren und znr Bestimmung von
T bei abnehmender rcl. Feuchtigkeit
verwenden. Denn mehrfache Ver-
suche bestätigten die Übcrlegimg» daß
das Wasser aus dem Schenkel B nur
langsam nach A übi'i destilliert, u-cnn
letzterer abgekühlt wird, und daü die
Luft in B audi dann sdion weniger

—

■i

.«

•

—

( —

— i —

'to*

wie 100°'o Wasserdampf enthalt, wenn ■»ich noch Eiskrystaüe oder Tröpfchen an der Wandung
von B befinden. Es laßt sich demnach keine plötzliche Dampfdnickcmiedrigung hervor-
(»ringen, sondmi nur eine langsame, die in ihrem Verlauf vOlUg unkontrollierbar ist Ebenso
wenig geht die Absirption des Dampfes dut rh Schwefelsaure oder Phosphorpentoxyd ploi/.lieh
vor sich, wahrend, wie oben gesagt, durch das Eintauchen des kalten Schenkels Â in ein
warmes Bad naheza momentan soviel Wasser verdampft, dafi sich B sehr ràscb mit Penditig-
keit sättigen muß.

Mit dieser Methode ist demnach über die Fähigkeit bei abnehmender Feuchtigkeit
kerne Klarheit zu erhalten; aber die Angaben der Tabelle 2 zeigen (s. Seite 105) daß t für
zunehmende Feuchtigkeit etwa von derselben GrDKenordnung ist wie ftlr abnehmende, daß
al=in auch die Trät;heii bei tiefen Temperaturen für FeuchtigkeitSftnderungen in beiden
Richtungen annaliernd von dei'sielben Größenordnung sein wird.

Der 4., 5. und 6. Punkt des auf Seite 103 gegebenen Programms kann nidit gut in
bisheriger Art durch Quotientcnhildunc; tmtersucht werden, da in fast allen Fällen sich mit
einem Faktor auch noch ein zweiter ändert (z. B. gibt es für r zwischen 50^*], und WU
und R » 8(f /« keine entsprechende Messung von j fttr r zwischen WU vai SO*/«, weil in
diesem Fall, R < öO*!» sein müßte). Ich ziehe dalier \ or, einige Serien von Penbachtungen
zu geben und sie in etwas allgemeiner gehaltener Form zu diskutieren. Nr. 38 bis 50 der
Tabelle 2 gibt Falle, in denen das Hygrometer aus ebiem trockenen in emen feuchteren
Luftstrom kommt. Zunächst fallt auf, daß die Trügheit auch bei normalen Temperaturen
dann, wenn die Länge des Haares derjenigen zwischen 20 und 40^ 0 rcl. Feuchtigkeit gleich-
kommt, eine ganz enorm große ist und daß sie um so kleiaer wird, je mehr Wasserdampf
das Haar bereits enthalt; auffallend ist, daS ein groOer Wert von |r— rI im ersten Fall y nicht

Digitized by Google

Die Peadtd^kutiiMHaiiK bei RepiferiMlMllonMifitieKm.

109

nennenswert zo rerldeineni sdidnt Dieser Um&tand deutet wieder darauf hin, daft die GrOfie,

die dt'm äußeren WärmeleitungsvLTmrjtjcn hv'i tliei nii>cht.n ProzL'sst'n entspricht, weniger
cinllutireich ist als die dem inneren Wärmeleitungsvennögcn entsprechende. Kelativ Idein
sind die t, wenn das trockene Haar rasch in sehr feuchte Ltdt (96— 10(f/,) komm^ wie Nr. 46
bis 50 lehren. Die Gruppe Nr. 51— 61 zeigi die X'erhaltnisse bdm Übergang von grofler reL
Feuchtijfkeit zu geringerer. Es ergibt sich, daß dieser Übergang rasch vom Haar angegeben
wird, sodaß t «ehr kleine Werte annimmt, die auch dann nicht viel größer werden, wenn
der Gleichgewichtszustand nahe erreicht ist.

Die Ausführungen des Ictziun Abschnitten machen es wahrscheinlich, daß das Haar
leichter Feuchtigkeit abgibt als auinimmt, und daß es letzteres vor allem nur sehr
langMin tnt, wcmi es selbst trocken und die umgebende Lnft nicht vOlUg oder nahem mit
Wasserdampf gesättigt ist.

7) Den Einfluß der Luftdichte auf t zu bestinunen, ist mir nicht gelungen, da mir die
erforderlichen Hilfsmittel nicht zu Gebote standen. Man konnte vielleicht auf den Gedanken
kommen, in der bei Punkt 3 besdiriebenen Glasröhre einmiil eine Messung im luftverdünnten
Raum, das andere mal unter normalem Druck, vorzunehmen. Beide Versuche würden aber
kdne vergleichbaren Resultate ergeben, da <fie Ausbreitung des Wasserdampfes tinter normalem
Druck viel langsamer vor sich geht als unter vermindertem, und sich diese Verschiedenheit
bei der benutzten Anordnung nur mit sehr komplizierten Apparaten und dann noch ungenau
feststellen Ucße. Die Überlegung spricht dafür, daß in dünnerer Luft der Gleichgewichts-
zustand des Haares schneller erreicht wird als bei normsUer Luftdidite, weil im ersten Fall
die Ausbreitung iler Wassermùlekel in nicht so hohem Maße von den Luftmolckeln gehindert
wird wie bei gewöhnlichem Luftdruck. Die Frage bietet im übrigen nicht dasselbe praktische
Interesse nie bd den Thennometeni, da wflbread ehies Aufstfegs bd dem Drnck einer
halben Atmosphäre es meist schon SO kalt ist, dafi der Tco^wnttareiiifhiS alle andern Faktoren
bei weitem überwiegt.

Fassen wir die Resultate dieses Kapitels zusammen, so können wir folgendes sagen:

Bei Rcgistrierinstnmienten, die schnellen Schwankungen der rcl. Feuchtigkeit, wie es
bei unbemannten BaUonaufstiegen der Fall ist, unterworfen sind, empfiehlt es sich, nur 1 oder 2
Haare als Hygrometer zu verwenden, weü dann der TrflghdtkoefBzient am geringsten und am
wenigsten Zufälligkeiten unterworfen ist.

Die Einstellungsgcschwindigkeit ist beim einzelnen Haar viel weniger von der Starke
der Ventilation abhangig, wie die des Thermometers. Man kann dabo- beÎTirsdûe&n fBsdm
Aufstiegen denselben Trägheitskoeffizienten verwenden, ohne die durch andre Umstände bedragte
Ungcnaiiigkeit der Angaben des Hygrometers zu vergrößern.

Der Temperatureinfluß auf das Nachhinken ist xwischcn -r'A)" und r ö" nur gering, von
da ab nbomt er aber rasch zu, um bei etwa — 40* praktisch unendlich groß zu werden und
die Reaktionsfähigkeit des Haares auf Wasserdampf fast völlig zu vernichten. Die m Figur 2
dargestellte Kurve läßt erkennen, daß unterhalb — lO** bis 15° plötzliche Schwankungen der
rel. Feuchtigkeit nur noch seihr ungenau wiedergegeben werden, da von hier ab der TrCgheits-
koeffi/ient Werte annimmt, die ein bctrfn htliehcs Vielfaches von denen hei Zimmertemperatur
sind. Gehen dagegen die Feuchtigkeitsanderungen langsam vor sich, so kann man einigermafien
zuverlflsäge Werte bis etwa —90* erhalten. Doch wfaid es sich ans den registriertea Kurven
wohl nicht immer entnehmen lassen, ob die das Auf- und Abwärtsbewegen der Sdirdbfeder
venirsachende Feuchtigkeitsschwankung eine rasche oder eine allnUàbliche war.

Die zahlenmäßige Größe des TraghdtskoeflîzieDten r, den wir de&ûert haben dnidi
die GlddWQg

iL Klciaickmidt,

(R = wahre, r = registrierte rel Feuchtigkeit, z = Zeit)

ist bei einer und derselben Temperatur und einem Vcntilatioosstrom von etwa 5 m/sec von ver*
sdiiedenen Umstanden abhängig:. Wir finden bd fcat prftpftrierten Haaren im Dnrchsclmitt

T = 0.2 bis 0.8, wenn R von ICHD'v auf etwa 50°',, abnimmt. Der kleinere Wert pit für r nahe
bei 100*',, der größere für r nahe bei 50*,. Bei größerer Trockenheit, zumal wenn r nahebei
R liegt (I R— rl klein), ist t mehrmals so groß; dodi tfiflt sich kein genauer Zahlenwert aas nnsern
Versuchen ermitteln. Ist dagegen R > r, wird das Haar also in eine troekcnere Umgebung
ccbnicht, so ist t etwa gleich 10 für r = 20 bis 30*,» und R = 40— «OV; für dasselbe R und r
zwischen 4ü und 80'" liegt t nicht weit von 2.0. Für R nahe bei 100 */• und r zwischen 50*/»
und lOO*/» finden wir ein t von etwa 1.0 bis 0.5, letzteren Wert für r nahe bei lOO'/«.

Für dir P.al!on:uifstiepe lehren die Zahlen, Jaß der Übergang von einer Wolke in
eine relativ trockene Schicht und das Umgekehrte am besten wiedergegeben werden, weil für
diese beiden Pfllle t am Ideinsten ist; Schwaidamgen innerhalb trocicener Schichten werden
nur schlecht registriert, ebenso lassen sich Ûbcr}ïnnp:c von trockenen SU fetichteren abernJdit
gesattigten Schichten quantitativ nur ungenau erkennen.

Anwendungen der Resultate der experimentellen Untersuchungen
auf die Ergebnisse der Registrierballonaufsti^.

Wir wollen sehen, wie sich zu den bisherigen Rföultaten die Registrierungen, die
in Straßburg bei Ballonaufstief; en erzielt wurden, verhalten, und zu diesem Zwecke zunächst
die Kurven des Jahies 1906 besprechen unter folj^enden Gesichtspunkten: kommen Schwan-
kungen der Feuchtigkeitskurve bei Temperaturen unter — 40° vor und lassen sich solche,
Mis sie vorhanden sbid, anch auf andere als hygrometrische Verflndenmgen der Haarlflnge
zurttckfahren?

1. 4. Januar 06. Instnmient Nr. 2b; Bündel von etwa lU Haaren. Der Beginn der
oberen bvendon, die im vorliegenden Fall nahem eine bother nüe war, wird vom Hj^grometer
nicht mrirkicrt, 10 Minuten nach Eintritt schri ibt es p^'nau horizontal bis zimi Austritt auf
den Rückweg (Temperatiu* hier — 51); von da ab schreibt es geradlinig bis zur Temperatur
von ^ 25* und bewegt sidi auf dieser Strecke um 0.9 mm im Sfame «inelunender Feudttjgkcit-
Nimmt man an, diese Bewegung beruhe nur auf einem thermischen Einfluß tmd berechnet
aus ihr den Ausdehnungskoeffizienten, so liefert die Kechniuig bei der vorhandenen 2& fachen
Übertragimg und emer Haariange von 12 cm emen schetebaren AiKdehnoagskoefflzienten p <>
12 • 10-* also fast genau den oben ^ 101 ) angegebenen Weix Mit anderen Worten : die Tempera-
tturwirkung genügt vollkommen zur Erklärung der beobachteten Hewcjruntr der Sc hreibfeder.
Natürlich muß man sich klar sein, daß eine derartig große Übereinstimmung nur Zulail ist, z. B.
schon deswegen, well der Temperaturunterschied zwischen dem Haar, das wohl stets sehr
nahe die Lufttemperatur hat, tmd dem tragen Gestell nicht zu ermitteln ist, wenn auch in
diesem Falle der Abstieg langsam ist {1.5° pro min); femer kann das Übertragungsverhältnis
naditragttch nur bis auf etwa 10— 20*^ genau aus den damaligen Eichungen ermittelt werden.
Es kommt hier aber auch nur auf die Größenordnung an, da die hygmmetrische Ausdehnung
ca. 15 mal so groß ist als die thermische. Würde z. B. im vorUegenden Fall die damals wirklich
voriuiadene Obertragmig mir 12 und lûcbt 25 betragen haben («in so git>Ber Irrtuu ist aber
gtazlich BusgesdilosBen), so kannte man aus den Angaben der Registrierung nach Abzug des

Digitized by Google

Die FeaditiglKitfliiieMttitf bd RofiistiiwbtlloHBiibttegen.

Ill

thermischen Emflu^^äes um ciiie Zunülinie der Feuchtigkcil um ciwa l*/" konstatieren und
zwar innerhalb 14 min.

2. 1. Februar 06. Instr. Nr. 26, ca. 10 Hjuire. Kurz n;irh Eintritt in die In\-er?;inn, die
rasch eine Amplitude von 7" erreichte, geht die Feder um 0.1 mm zurack. (Wir wollen die
AusdrOdce „vorwflfts" und „nadi oben" fOr eine Bewcfcung im Sinne xunebroender Troclcen-
heit, die entprepcntjesetzten für das umtrckchrtt Vrrhalti n der Srhreibfcdcr henutzcn.' Fine
ausreichende Erklärung findet diese Hrscheinimiî darin, daß das Gestell, das unterhalb der
Inversion wflnner war als das Haar, oberlialb derselben Torllbergehend dieselbe mittlere Tempe*
ratur haben mußte. Die Wirkung dieses Ausgleichs ist aber eine geringe scheinbare Verlängerung
des Haares und damit eines ZurOckgehcns der SchreibfcUcr. Der höchste Punict der Kurve
wird beb» Austritt ans der Inyenka btim Abstieg erreicht. Von da ab tritt langsames Sinken um
OJ&mm bis zur Tenq[ter«tur von —38* ein. Die Übertragung war «ne Idebierewie im Monat

vorher, sie betrug nanUch nur 12. Daraus findet asan ^ » l2 . 120 . 29 ~ €ÖÖÖ *
wie oben. Auch diesmal wai der Abstieg ziemUch langsam (2.5 pro min).

3. 1. Marz 07. Inütr. Xr, 67. Reim Aufstieg geht die Kurve von — 36" bis zur Inver»
sion bei — 61 " um 1.2 mm nach oben, was bei einer Übertragung von 30 einem ß = 22 . 10-*
entspricht Über die HUfte der Bewegung ist also durch rdne Temperaturwiilnmg zu erklären,
aht-r nicht die panzc, da die Temperaturdifferonz irwisv-hen Cpstell und Haar sich kaum mehr
geanden haben dürfte, weil der Gradient schon etwa 15 min vorher denselben Wert zeigte.
Es wird diesmal also eine Abnahme der Feuchtigkeit registriert^ Ober deren Grote aber
nichts bekannt i.si. Ült Roiiinn dtr In\ L'r>ion wird dadurch markiert, daft die Fedei anfrinsft
horizontal zu schreiben, tun dann 0.1 mm zurückzugehen, entsprediend der Temperaturzu-
nabnw. lEm erneutes Stdgen ze^ sidi benn Abstieg info^ des Kalterwerdens Ms zur
Grenze der Inversion. Von da ab geht die Kurve zurück und liefert bi.'^ zur Temperatur
Ton — 36* ein ß — 24 • 10-^. Hier muß man nun das grOflere ß durch rein thermische
Wirlcung eridiren. Denn kurz nach Durchschneiden der bversî<m muß die Temperatur
von (laar tmd Gestell die gleiche gewesen sein; dann aber bleibt das Gestell infolge der
raschen Temperaturänderung (der Ballon fiel mit ca. 10— 12 m und marine eine Temperatur-
Änderung von 6" pro min. durch) erheblich hinter der Lufttemperatur zurück, so daß sich die
Temperaturdifferenz stetig vergrößert Diese Vergrößerung in dem angegebenen Sinne macht
sich, wie eine einfache Cberlcinincr zcitrt, durch eine scheinbare Znnalune von ß bemerkt)ar,*)
(die bis zum Wert von ^, = 34 • ICM* gehen künnte).

4. 3. April 06. Insu*. Nr. 67. Übertragung 30l Es ist Icefaie eigentUdie Inversion vor-
handen, sondern eine sehr stu'ke Abnahme de.s Gntdienten. dit» durch kleine Isothermien öfters
imterbrochen wird. Beim Aufstieg tritt nach Erreichen dieser Schicht eine unbedeutende Ver-
zflgenrog der sonst langsam auste^^d«! Kurve ehu Beim Abstieg findet sich benn Verlassen
der Schicht ein Sinken tun 0j6mm zwisdien den Temperaturen — 4S* und —38*; folgttdi

^ 30 . IM . " l6 * ~ * Absti^ erfolgt rasch ^7* pro min). . biteressant

ist bei dieser Kurven daß von — 38* an eine redit denUiche Bewegung nach unten einsetzt,

*) Der Untvndiied swlaehen dem hier Kefandenen sehtintraren ß und dem wahren ^ von Haar RCfen

Aluminium, aus dem das Gestell betteht, wird durch eint 7.nn,\hm>: der Tcmpcralurdifferenz /wiM luii ÎI.i;ir
und Gestell um ca. lo* erklärt, de yucrv.ain (Beitrage z. i'ti^siii U. fr Ann B. I {>, 19») nimmt den Tri^jj-
heitskoeTfizienten für die Nickcistahlstäbc des Hcrgcscilschcn Rohrthermumtricr zu i.oan; man kann diihcr
«Ohl ohne Bedenken für die viel dickeren Stangen des Gestelia den Wert 1.5—1.7 sctsen, wodurch man hier
Wicliliinfcwi un to* «dtahsit wSide.

SÉteJgs ütf V^iâk dit S«Im iMinpMii IL 16

112

abo tatsldalidi doit doe grOSere Feaehtjgkdt Todiandeo ist. Da aber ia der Tenperatnn

kurve durchaus keine Schichibildurm m dii.Nci Stelle zu erkennen ist, liegt die Annahme naht-,
daß auch in etwas grüßerer Höbe die reL Feuchtigkeit grOfier war, und dafi nur diu Haar
Hiebt auf sie ansprach.

5) 3. Mai 06. Instr. 67, Übertnigung 30, I Haar. Beim Aufstieg geht der Hygrometer
von -4(y an so langsam und fast geradlinig nach oben, sodaß fOr alle Bewegungen die
thermische Längenänderung als Erklärung: genügt. Nach VerLissen der Inversion geht die
Schreibfeder bis zu --37* geradlinig abw;iits, um dann einen prägnanten Knick zu be-
schreiben, wie beim \ ori^en Aufsiieß. Aus der Kurve Würde sich ^ = 2") - 10 ^- erziehen, welcher
Wert bei dem langsamen hall des Instruments ziemlich groß ist, doch deutet der genannte
Kokk wieder darauf hin, daß das Haar erst oberhalb —¥f für annehmende reL Feuchtigkeit
merklich empfindlich wird.

6) 7.Jimi 06. lostr. 67, Übertragimg 20. Beim Aufstieg von —20^ ab fast gerade ganz
hugsam ansteigend; bdm Abstieg nach Anstritt ans der biverslon dnkt die Kurve ent-
sprechend einem p - 10 10^'' bis zu —27'. Der Fall war m.'lßig; rasch (33» pro min).

7) 4. Juli 06. Der Ballon erreichte nur eine Temperatur von ^30*; das Hj^ometer
sdiretbt an keiner Stelle geradlinig.

8) 5. Juli 06. Nr. 67, Übertragung 30. 1 Haar. Die Hygrometerkurve ist kaum leserlich;
immerhin ist soviel deutlich zu erkennen, daß die obere Inversion keine andern Wirkungen
als die bisher besprochenen hervorbiingt , doch ist gerade n:ich dem Austritt aus der
InTCrsiun auf dem Rückweg die Kurve gut, so daü sieh ß m 0.19 • 10-* berechnen läßt Der
Abstieg cilülfite rasch (7" \no min). Von —30* ah das Haar Feuchtiijkeitszunahme an.

9. 0. Juli l'Xto. Instr. Nr. 48; 1 Haar (2 in Durchhang*; Übertragung 30. Der Ballon
Steigt langsam; bei —30» etwa wird die Kurve des H3rgronieters nahezu geradUnig mit
langsamer Bewepung nach oben, nach Frreirhcn der Inversion fMinimum ca. — 53"! ist
sie einige Zeit horizontal, um dann langsam weiter zu steigen. Nach dem Platzen fällt der
BaUoo mit sehr großer Geschwtodigkeit (durGhscbnittiidi 2B m/aec hmeilialb der ersten 3 min)
zuerst durch eine nahezu isotherme Schiebt von ca — .tO*, in der er auch w.ihrend des .Aufstiegs
sich längere Zeit (15 min) aufgebalten hatte, so daß die Temperatur des Gestelles denselben
Wert annehmen muBte. Dann erfolgt ein Eintauchen hi eine betrtditJidi kältere Sdiicht
(Minimum — .>t,2' nach 0,3 min), um nach 1,5 min unterhalb der Inversion wieder — 50» zu
erreichen. Genau wahrend derselben Zeit beschreibt das Hygrometer nach oben einen kleinen
Bogen von 0,5 mm Höhe, an dessen Enden es wieder den frtUieren Wert einnimmt Berechnet
man hiernach den Ausdehnungskoeffizienten des Haares, so findet man ß>H3Ö*10— * d.L er-
beblich mehr wie oben; das muß ab<"r ebenfalls auf die Temperaturandeninp zurückgeführt
werden, da diesmal bei dem äußerst raschen Tempcraiursprung dHs Gcsiell so gut wie gar
nidit folgen kunnte und demnadi in der Kurve der wahre Ausdelmungskoefliaiest 0, des
Haares, nicht der pegcn .Muminium, zum Ausdruck kommt. ß„ hat aber nach der S. 102 gegebenen
experimentellen Bestimmung den \N ert von 34 • 10-«. Die Übereinstimmung ist eine fast voU-
kommene. Der weitere Verlauf der Kurve bis m etwa — 30>* liefert p 13 • I0-<, d. h. ahnliche
Werte wie die \ orher behandelten Beisj it le

10. 2. Aug. 06. Instr. 67, Haar wie bei 9, Übertragung 30. Bei diesem Aufstieg ist nichts
Neues zu bemeikeo; die Senkung der Kurve zwischen dem Austritt ans der InversionsscUcht
bis zur Temperatur von —39^ erldflrt sich durch ß — 34. 10-*. Der Abstiq; erfolgte rasch
(5" pro min).

11. 6. .Sept. 06. Nr. 26. Haar wie bei 9. Auf dem Hinw^ hOrt bei —40* jede merkUcbe
EmpSndUdikeit des Hygrometers auf; auf dem Rfldtweg bleibt die Uhr noch vor Verlassen

M Rci^tirlettalloiiaufMiegeii.

113

der Inverslonsschkht stehen, tun erst bd IS^ weher zu gehen. Oer Anfsdeg 1st also för onsem
Zweck nicht verwertbar.

IZ 4. Okt. 06. Nr. 26; 1 Haar; Übertragung 2.'.. Nichts besonderes; ß - 18 • 10-«, Elttp»
findlichkcitsgrenze ca — 35*. Der Abstieg erfolgte ziemlich langsam {3*9 pro mm).

13. Instrument Nr. 26, bis jetzt nicht gefunden.

14. Instr. Nr. 48. Der Ballon i-n ctrhi nur -40».

15. instr. Nr. 48. Der Ballon erreicht nur — iV.

16. 17. Dez. 06. hott. Nr. U. Das bstrament fiel mit 20 bb 30 m profsec, wodurch das

Hygrogramm auf dem Absticp teilweise schlec ht zu entdCfera ist Doch ist bei —38* eine
Änderung der Kurvenneigung deutlich zu erkennen.

17. Instr. Nr. 11. Der Ballon errdcbie nicht —40^.

18. Instr. N'r. Tl; 1 Haar, Übertragung 20. Die Inversion wurde bis ca. — .öO* nicht
angetroffen. Das Hygrometer schreibt unter — 35* fast genau horizontal. Beim Abstieg senkte
e» sich zwischen den Temp«iaturen — 46* imd —31* um 0,5 mm, was ß — 11 • 10-* ergibt
Der Abstieg des Instruments war ein sehr langsamer.

Ich habe hiermit die samtlichen Straßburger Aufstiege des Jahres 1906, die in der Mehr-
zahl der Falle als H3rgrometcr nur ein einziges Haar mitführten, also die denkbar grOBte
Empfindlichkeit besaßen, ohne .Ausnahme besprochen. Die übrigen vorhandenen RegistfieiV
kurven habe ich sämtUch durchgesehn und konstatieren können, daß bei allen die Bewegungen
der Hygrometerkurve unterhalb —40" sich auf den ersten Bück als Effekt von Temperatur-
schwankungen m erkennen geben. Nor 2 Kurren ans dem Jahre 190S zeigen ehie etwas stiricere
Bewegung beim Eintritt in die obere relativ warme Schicht. Die eine, vom 9. Fehrunr i^înstr.
Nr. 48, ca. 10 Haare, Übertragung 25), sinkt beim Erreichen der Inversion in 03 min um 0.4 mm»
wahrend in derselben Zeit die Temperatur tun 4.£^ steigt Es güt also dassdbe, was unter
Nr. 9 bezOijlirh der raschen Tempera '.ur.'lndeninfr; pesagt wurde; ß liai auch in dem vorliegenden
Fall einen fast ebenso großen Wert, nämlich 29 • 10 Die andre, vom 30. August, zeigt inner-
halb der wannen Schicht bei emer plötzlichen, raschen Temperaturzunahme em Abwärtsgehen
des Hygrometers um 0 • 7 mm. Hier würde ß noch größer wie im vorigen Fall; es tritt aber
an der fraglichen Stelle eine sonst nicht beobachtete Abnahme der Steigegeschwindigkdt von
etwa 6 m/sec auf 1 mfsecm. Wenn die Haare, die bei dem benutzten Instrument scfarflg stehen,
audi nur ganz minimal durch den Luftatram durchgebogen wUrden, so müßten sie sich beim
fast völligen Aufhören des Stroms et\vn5 strecken und eine Bewegfunji der Sehreibfeder in dem
angegebenen Sinne hervuirulcn. Duiimach kiuui auch dieser, ganz aliein U.4i>tchcndc Ftdl
ohne Mitwirktuig der rel. Feuchtigkeit zustande gekommen sein.

Die vorstehenden .Vusfühntnercn zeigen, daß sämtliche in Straßburp: erhaltenen Registrier-
Iturven aller Haarhygrometer — und es sind im Laute der Jahre Haare verschiedensten Ur-
sprungs verwandt worden — bei Temperaturen unter — 40*, in ToUkommener Obereittstimmung
mit dem direkten Expei imcnt, auf Änderungen der rel. Feuehtii^keit kaum merklich rea-
gieren, sondern praktisch nur noch thermischen Einflüssen imterworfcn sind. Das Haar ist
demnach unter jener Grenze unter allen Umstanden auch qualitativ an unbraudiberes
Kutmment').

Weiterhin wollen wir unsere Resultate anwenden auf eine Registrierung bei wcnigcr
tiefen Temperaturen und zwar wollen wir einen Au&tieg besprechen, bei dem die Verhältnisse

*) Mit di«*eit Remlttt«! werden auch die Beneifcan|^n hiitfUligt, welche ich In dleaer Zeittehrin Bd. T,

S. M4 üticr das VcrtiiilUii di-i H uirhy^Tomelers bei niedri(;en Temperaluren gemacht habe. InsbesonJ'.rc läßt
sich leider gar nichts aussagen Ober die FeuctatigketUverhäitniMe der oberen wärmeren Schiebt, da dieselbe
biaiwr iteti iiel Tempmtar unter —40* begomea hit Die RedaktioB : H. Hergeadl.

114

E. KleinccliBidt,

so liegen, dafi ein Vei^lddi mit den fan Laboratoritim aogesteltten ExperbneMett cnlflssig

erscheint, kh wahic den internationalen Aufstieg vom 7. Fcbrunr 1007, weil er cine sehr
ausgeprägte Inversion mit starker Feuchtigkeitsabnabme aufweist. (.Die Feuchtigkeit wurde
durch 1 Haar registriert, und ich betone ausdmcklicih, daS an den Eiehungskunren nachtragltch
bei der Ausmessung des Aufstieiis ni. Jus konigiert worden ist; wo Korrektionen» z^B. wegen
thermischer Tritgheit, angebracht wurden, werde ich es erwähnen.)

Am Boden herrsdite an jenem Tage eine Temperatiir von —3.4* bd 79k rel.
Feuchtigkeit Der Ballon stieg in 3 min 15 sec bis zu einer Stratusdecke in 980 m Höhe ;
wahrend dieser Zeit zeigte die registrierte Kurve kleinere Schwankungen der Feuchtigkeit
zwischen 80 imd 92*/« (letzteren Wert beim Eintritt in den Stratus) und, von einer tdeinen Boden*
inTersion abgesehen, stetige Temperaturabnalmie. lA der Höhe von fast genau 1200 m werden
gerade 100*,'„ bei —9.7' angegeben. Das Hygrometer stellt sich rdso in der 225 m dicken
Wolkenschicht richtig ein. Sofort nach Verlassen der Wolkenschicht steigt die Temperatur
sdir rasch (In 1 min 18 sec) von — 9.7* auf um dann wieder stet^ abcnndunen; das
Hygrometer zcisrt plcii-hzeitijj stark zunehmende Trockenheit. Die charaktcristi!îche Stelle der
Kurve, nOmlich vom Beginn der Inversion bis ziun normalen Verlauf des Temperaturgradienten,
ist in der folgenden Tabelle sowohl fOt den Aufetlog wie fOr den Abstieg zusammengestellt
und in Fig. 3 wiedergegeben.

Tabelle 4-

Aufitiec 1

Abttieg

Nr.

ZchdUL
in SM

Temp.
iii*C

t«l. KcQcbt, in
H

Nr.

Zcitdiff.
in »ec

Tcmp.
in*C

lel. ftachti In
H

i
4

S
6

i8
15
15
30
45
60
60
<io

- 9-7
-6.5

■ 50

- 4.1

- 2.6

- 35

too

57
48

0.5
0.7

1.2
0.9
1-4
t.8

3
4
5

60
120

40
20
60
60

— IJX)
-8.9
— 2.1
-^1.9

-7.9
-5.0

36
32
36
61

S3
1.6
t-7

7
8

- 5-6
-7^

40
36

— 3-5

— 9.S

Es ist zunächst zu bemerken, daß dem Punkt 1 beim Aufstieg Nr. 5 beim Abstieg
entsjmcfat, ebenso gehören Nr. 5 und Nr. 4 zusammen. Nr. 5 und Nr. 4 stimmen hier auf
wenige zdmtd Grad flberefai, da die TtMglieit des Thennometers*) bei der langsamen Änderung
der Temperatur in der Umgebung des Maximums der Inyersion nidit ins Gewicht £HUt

<) Di« Tempenitnnnigaben «ind von einem Therraoraeter auFi^eieiclinet'. das die Finna Boseli In

Straßburg nach meinen Aii^-atu- 11 hi r^r.-stcjlli hat. K.s !ii --!c ht aii'i 2 a'iri in..imlci f;cli"i;r'( n Mctallblndern
{ncuer«lin(>$> Messing und Nickcbulil; von luiiaratuen nur a 0 4 mm Starke, hat etwa. 4iC Form de«
T < 1 ^ ■•< 1 1 11 1' sclun „biinetallischcn" Thermometers, nur ist ls viel enger gebogen, besitzt vollkommen die
Kmpiiniliichkeit des Hergescllschen Rohrtheraiomcters, hat keinen meßbaren loten Gang, ist sehr stabil,
hat nur eine sehr geringe Hebel-Oliertragang notweadig (etwa j bis 10 fache) und 1st vom Geatei aaiffSltigst
isoliert ohne Verweadiag organischer Suhatamen. wie Vallcanüber and Haitgnmd, nur darch LuftiwiadMap
rtuae. D«a Theimoiiieter ist aeit September igoS neben dem Hergeaellschen in Sknflbvrg bei aNen
Aubticgen henntit worden and hat dch aehr gnt bewSlut

Digitized by Google

115

Anders liegen die Verhältnisse im Augenblick des Aus- und spflter des Eintauchens in die
Stratosdecke. Zwar macht die Trägheit bdm Aulstieg nicht so viel aus, weil der Ballon mit

gerade m'ser steigt und die tiefste Temperatur an der übet n Grenze des Nebels ebenso wie
das Maximum der Inversion relativ langsam cncichi witd. Die Wirkung des Nachhinkens
besieht demnach bler in einer AliflacliuiiK der Kurve ohne Änderung der Extrempunkte der

Inversion. Heim Abstiep dnçrcpcn ist cJie Gcsrhwindickc-it fa5;t penau doppelt >.o groQ 9 m 'see)
und daher der Übergang aus der wärmeren Schicht in die kalte W olkc ein viel plötzlicherer.

Fig 3

•— U>%

' —

.W%

/ à

f /
/

/ —

—

- fi
//

\ jn

■ fr

***

0 ~m ntt m

•AM * 4Wx

JXe H&heniahlen sind relative. Die bf iticn Kur\cn sind so gezeichnet, daß die registrierten Tempcraturminlma
in die gleiche H6he fallen. Eine Einuaguag nach den vom Barometer angezeigten HShen schien we^en der

d.istischrti N:n hwirlcunB der Bourdonröhre unrulissig; aiiîîertii-m konnte die Schicht ihre Hfihculafjc: ctu ^s
geändert haben. — Beim Abstieg gibt die punktierte Kurve den mutmaßlich wahren Verlauf der Temperatur.

In der Tat. wnhrcnd heim .Aufstieg die Kurve bei Repinn der Inversion eine Neigung hat,
die einer Temperaturanderung von 1^" pro min gleichkommt (d. b. dtj'dz = 19'), zeigt sie beim
Abstieg eine solche, dalk dtfdz — 41* wird. Berechnet man nun beim Abstieg für den Tragheits-

koeffizienten 0.1 die tiefste Temperatur beim Eintritt in die Wolke, so findet man einen Wert
zwischen 9 imd 10", der wieder bis auf wenige zehntel Grad mit dem beim Aufstieg erhaltenen
Übereinstimmt (Die Adil ist natflriidi auch schon deswegen am einige Zelmtel windier,

weil der Tragheitskoeffizient in Wahrheit e^en-^oi^ut 0 O.S wie 0.12 betragen k<innte.;i Da.N bi^ jet/l
Angeführte soll zeigen, datt die Tcmpcraturverhaltnisse beim Auf- imd beim Absteigen an

Digitized by Google

116

E. Kfeinickmidt.

der fraglichen Stelle die gleichen waren. Daß der TemperaturspruDg ein sehr plötzlicher
war, geht schon ans der Tabelle hervor, die beim Aufstieg für 30 sec, beim Abstieg für
20 stT eine Temperaturflnderung um 5' angibt; der wahre Sprung war jedoch noch Tiel
schroffer, da in der Tabelle die Zahlen ohne Trägheitskorrektion einge!»etzt ütnd.

Wenn nun der Temperatursprantr ein so plOtslichcr war, so muft es etat Zweifd auch
der Feuchtiçrlceitssprunç; gewesen sein. Wir mnrhcn die wahrsrhcinlirhp Annrihme, driß die
rel. Feuchtigkeit sich um den vollen Betrag des Sprungs (auf dem Hinweg von 100 bis 36*/^
auf dem HQckweg von 38 bis 74>/,) geändert habe hi enier Zeit, die kurz ist ftegen den

Zeitraum, den das Haar brnucht, um die ^csamic Anderun;^ zu reii:istrieren. Hier ist zu
bemerken, daß beim Abstieg der Wert von 100"/, nicht erreicht werden konnte, da das
Instnnnent sich nur etwa 30 sec in der Wolke befond, weiter unten aber, wie atis dem
Aufstieg hervorgeht, eine geringere Feuchtigkeit (etwa 90—80°,',) vorhanden war.) Berechnen
wir unter der gemachten Annahme und unter Berücksichtigung der letzten Bemerkung den
Trflgheitsk »effizienten aus der Registrierkurve, so erhalten wir die Werte in den Kolonnen
unter f. Reduziert man nun diese Zahlen mit Hilfe der Kurve in Fig. 2 auf eine Temperatur
von -f 10'* und vergleicht sie mit den in di-n Redinj^Tingr«"" f»m nächsten kommenden Reobach
tungen der Tabelle 2, in dem man auch hier nötigenfalls die Temperaturkorrektion vornimmt,
so Uflc sich folgende Tabdle aufstellen.

Tabelle 5.

Aufstieg

Abstieg

TiMI« 3

Tabelle 4

Nr.

red. auf lo*

i Nr.

tcd, auf lo"

Nr.

rad.Mif 10*

0.2

I -3

0.2

O.g

5-6

0,7

«0

3—5

0-5

6-7

tfi

s-7

0.7

Wie ersiditUcIii stimmen die im Laboratorium erhaltenen TrflgheitskoefGzienten im

gewählten Peispicl mit den aus Reçistrierh:il1onaufstiegen abgeleiteten ausnehmend gut
abcrein, allerdings unter einer nur wahrscheinlichen, aber nicht streng auf ihre ReaUtüt zu
prüfenden Voranssetzunir. Immerhin beweisen die bisherijre» Ausfflhrungren, dafi
man du r ch V e r w e n d un ^ d e s e \ j^e r im ent eil bestimmten TriiL'lie it skoeff izienten
für die Hygrometerkurven der Ballonaufstiege Korrektionen erhält, die
mit ihre» wahren Werten wenlgfstens der Groftenordnung nach gut ttberein"
stimmen.

Der weitere Verl.iuf der Registrierkurvc vom 7. Februar interessiert uns hier nicht
mehr, weil in größeren Höhen nur geringe Schwankungen in der Feuchtigkeitskurve vor-
kommen, die dann unterhalb der Temperaturen von —3(f völlig aufhören.

Um wcnitrstcns dir Feuchtigkcitsverhaltni.sse der ersten Kilometer, und diese sind ja
die wichtigsten, einigermaßen richtig bei den Registrierballonautsiiegen zu erhalten, wird es
sich auf Grund der vorstehenden Untersuchungen empfehlen, die Aufstiegsscschwlndigkeit
möglichst çering zu wählen. Damit d um aîn r nieht in iirr.ßeren Höhen die Tempera ttircn
infolge mangelnder Ventilation durch Stralilung gefälscht werden, halte ich eine Methode für
angebracht, die von verscbiedenea Seiten schon frOher und neuerdings in StraSborg auf

Digitized by Google

tXe FeuehtiglceitamesraBC b«l RegittiiertnllomulMkgeii.

117

Vorsdila? meines Kollegen, Herrn Dr. Rempp, zwecks genauer Bestimmung der Wlod-

veihîiltnisse in den untern Schichten der Atmosphäre mehrfach angewandt wurde. Die
Methode besteht darin, dafi eine gewisse Ballastmcnge (es wurde in Straßbut^ ein Stück von
einem unbrauchbar gewordenen Gummibollon an seinem Rande mit mehreren Schnüren
vi rsehen und so unterhalb dc^ Inütrumeilts aufgehangen, daß ein oben offener Sack, der
mil 1—2 kK Alkohol ^i-'t'Hit werden konnte, entstand) mittels des Horgcsellschcn Zeit-
kontaktj»'; nach einer bestimmten Zeit, 2. B. wenn der Ballon etwa 400U erreicht haben
motte, abgieworfen wurde. Die Ballastmenge wurde so gewählt, daß die VenätatioosgrOte im
Aupenhlirk des Abwerfen» mindestens 1 betrug, f Unter Ventilationsirrößc das Produkt aus
Vertikalgeschwindigkeit und Lufdichte — letztere bei 760 mm und 0* gleich 1 gesetzt —
vmtanden). Die Vntilcalgeschwjadiglceiten ▼erhalten sich, da der Qnersdudtt des Ballons
mit und ohne angehanuenen Ballast derselbe ist^ wie die Quadratwurzeln aus den Auftrieben.
Kennt man daher aus früheren Aufstiegen die VertikaJgeschwindigkeit für eine BaUongrttfie
bei bestimmten freien Auftrid>, so tttftt sich ohne weiteres angeben, wievid Ballast Torhandeo
sein muß, damit die Ventilationsgröße in z. B. 4000 m Hübe eben noch geoOgt' Ebenso üiutet
man sofort die Zeit, auf welche der Kontakt eingestellt werden xaai.

in Veriauf onserer Uatersuchiing haben wir gesehen, daS das Haaihygrometer zwar

in vielen Fallen bei Registrierballonaufstiegen höchstens als qualitatives MeCinstrument ZU
gebrauchen ist, daß es aber auch manchmal, und zwar gerade in den wichtigen untersten
Schichten der Atmosphlre quantitativ verwerdtare Sesidtate liefert Infolgedessen ist auf
eine möglichst genaue Eichung des Instruments grofier Wert zu legen ; wenn es auch nicht
oder nur sehr selten gelingen wird, eine absolute Genauigkeit zu erzielen, so sollten doch die
Fehler zwischen 100* , und 20»', nur wenige Prozente betragen. Die Eichung über 20»,'o aus-
zadèlmcn, hat wenig Wert, da ja schon bei dieser Trockenheit die Trägheit so groA und
ungenau bestimmbar ist, daß bei den raschen Ändcrunjjfen während eines Aufstiegs von einer
nur annähernd richtigen Wiedergabe der Feuchtigkeit nicht die Rede sein kann. Dazu kommt
Rodi, daß sidi ein völlig ausgetrocknetes Haar bekanntlich imter Umstttnden in aebien
lUgrometrischen Eigenschaften verschlechtert.

Wir wollen im folgenden einige Eichungsmethoden besprechen und zwar nur solche,
die fOr die Praxis in Betradit kommen.

Am häufigsten findet wohl ilie Eichung in der Weise statt, daß man das Instnunent
in Räumen von verschiedener reL Feuchtigkeit einige Zeit belaßt, abliest und die so erhaltenen
PnnlEte äarch eine Kurve verbmdet Als Raum mit grOfiter rel. Feuchtigkeit wählt man
gewöhnlich ein geschlossenes Gefäß, in dem sich flüssiges Wasser befindet. Man erhfilt
nahezu 100* (nach Shaw*) 96^/«), aber niur dann, wenn sämtliche Teile des Raumes genau
gleiche Temperatur haben. WOrde man z, B. in ihn eine Scbftte mit Wasser, dessen Temperatur
nur 1* niedriger ist als die der Un^ebung, stauen, so etUelie maa hOCbsteas (bd gavtUMfich

*) Dieiw Band, p. 96.

Anhang.

Über die Eichung von Haarhygrometern.

»)!. c.

118

B. Kteiiiiclialdt,

vorlrommenäen Temperaturen) etwa 94*,'o. Dieselbe ungenaue Messung würde man erhalten,
wenn man eine Wand des Gefäßes in der Weise durch ein nasses Tuch ersetzte, daß von
ihm Wasser verdampfen k;inn; denn hitirdun h wünie ein Teil ties ab^esetilossenen Raumes eine
nieiiiigcic Temperatur erhalten als die übrigen und die rel. Feuchtigkeit <- 98°/, sein. Da
man die Uoistflnde nkht geoau kontrollieren kann, ist es am besten, auch fm Torliegenden Fall
die Feuchtigkeit mit dem Aspirrttionsp';yrhrometer zu bestimmen oder aber Nebelbildung
hervorzurufen, wie es bei dem auf Seite lUU angegebenea Versuch geschehen isL Man erhält
Nebel sdir leicht, wenn man noter die Glocke einer Luftpumpe eine Sdiale mit angewlrmtem
Wasser solange stehen inßt, bis sieh die W;Snde besehlaj^en haben; dann entfernt man das Wasser,
bringt das Instrument an seine Stelle, wartet einige Minuten und evakuiert bis zur Nebel-
bildung. Sobald ^ eintritt, stellt man das Evalnileren ein, Ms der Nebel verscbwonâen ist,
um dann in derselben Weise in Absatzen weiter zu pumpen. Nach 2—3 min hat sich das
Hygrometer, wenigstens wenn kein allzu dickes Haarbttndel verwandt wird, richtig eiogestelit.

Weitere Punkte der Eichungskarre erlittlt man durch Vergleich mit dem Aspirations-
Psychrometer. Muß man hierbei versdliedene lemperieite Rflume benutzen, so ist zum
mindesten notwendig, \or der Messung stets den Tempcraturausgleich zwischen Gestell und
Umgebung abzuwaiien, da andernfalls merkliche Fehler eintreten; auch ist es gut, die
Temperaturkonrektion, wenigstens bei grafien Temperaturuntersdiieden, aozubringen.

Die erhaltenen Punkte darf rnjin nur dann ohne weiteres durch eine möglichst stetig
gekrümmte Kurve verbinden, wenn sie dicht Ji^eo (in ca. 20°/, rel. Feuchtigkeit Abstand).
Sind äagegea. die Abstände grOter, und mufi man aufierdem extrapolieren, so ist es am
sichersten, wenn man hierbei die von Gay-Lussar jjemessenen Beziehung:en ;t\vischen Haar-
länge und reL Feuchtigkeit zugrunde l^;t. Deshalb will ich hier fUr verschiedene rcL Feuchtig-
keiten die VerkOizung AL des Haares ja Prozenten der GesamtrcilcanEaag, wie sie der
genannte Forscher gefunden hat, wiedergeben*).

UL
FtachllclKit

CiL

ftd.
F«aclitl||eett

IOC*/»

O.O

40°/"

36.3

9>*h

4Ä

30»/«

47.2

8oV

ao*/*

6t .2

70*1*

14.8

10°,'«

6o*h

zoA

o'/.

lOO.O

SO»/»

27.8

Rei den weiter unten besehriehenen \'ersuchcn stellte sich heraus, daß die von mir
benutzten Haare bis zu 10*/, herab eine Hichungskurve lietetten, die an allen Stellen bis auf
hOdistens 2*f, mit obigen Zaiilen Oberdnstbnmte, sobald man nur darauf achtete, dafi der
kurze Hebel auf der Achse der Sehi eibfeder bei 30 — VT „ r el. Fem htigkeit senkrecht auf der
Richttmg des Haares stand. Deshalb genügte schon die Bestimmung für 2 (etwa tun 30°j'a
ausemanderliegende) Feuchtigkeitsgrade, um die ganze Eichungskurve mit ansrekhender
Genauigkeit zeichnen zu können, nur ist natürlich Bedingung, daß die beiden Pimkte sehr
genau gemessen werden. Die bis jetzt behandelte Methode ist entschieden bequem, doch ist

•; Biot, Lehrbuch der Physik, ilcut.sch vm Fechncr, Halle 1838 B. I , ;i. 340, Ich will h:cr anfuhren,
daß die graphische Darstellung Pi rchc r s (Denkschriften d. Kaisl. Akad. d, Wissenschaften, Band 73, Wien 1901,
& sj») von obigen ZaUea an efaueliien Punkten Iiis 4V, ibweicfat.

Digitized by Google

Die Fenchtigkfiitainessung bei Registrleilttnoiunritiegeii.

119

man nie ganz sieber, ob das gerade verwendete Haar sieb auch entsprechend den Gay-
Lussacschen Zahlen verkürzt. Hat man jedoch einmal durch einen ausführlichen Versuch
die Obcreinstimmunu fcsi^^estellt udc-r eine individuelle Kurve koastruierti SO Wird man sich
bei WiederholunK der Eichung auf 2 Punkte beschränken können.

Bei der bisher besprochenen Methode gelingt es nur selten, d.-us Ha;ir bei rei. Feuchtig-
keit von weniger als 40^/, zn eichen, häufig fconunt man sogar nur lïis etwa 9Pf,; der Rest
der Kurve muß extrapoliert werden. Will man das vermeiden, sn muß Ictlnvtlich ein Raum
mit größerer Trockenheit hergestellt werden, was aul verschiedenen Wegen geschehen kann.

Man kann das bistrument zusammen mit Phosphorpentoxyd oder konzentriecter
Schwefelsaure in ein gut s ersi hlossenes Gefäß bringen, worin sich dann n;ioh tiniyen Stunden
nahezu 0*;, rel. Feuchtigkeit einstellt; bedeutend schneller gelu die Austrocknung vorsieh,
wenn man gldchzeit^ evakuiert Ein NachteU besteht darin, daB manche Haare bekanntirch
durch völlige Austrocknung leiden, und daß man daher im einzelnen Fall nicht sicher ist, ob
nachher das Haar dieselben Eigenschaften bat wie vorher. Zum mindesten ist es notwendig,
das Hygrometer vor dem Aufsti^ nocimials etwa lOO'f« reL Feuchtigkeit auszusetzen.

Erheblich komplizierter ist die Methode von Fergusson'), der Luft von Zimmer-
temperatur und miilkTem WiisNcrdumiifijehalt in Iloiziöhren auf ca. ~ff trwftrmlc und durch
einen Behälter saugen licü, der neben dem Hygrometer ein Psychrometer und einen Ventilator
entbidt Auf diesem Wege konnte er bis auf etwa lœ/, bemnteigehen.

Eine dritte Methode, die gewisse Vor7flp:e bietet, will ich im fo]p:enden anpcbcn. Dabei
greife ich auf eine sehr alte Idee zurück, die aber meines Wi.>sen.s keine praktische Ver-
wendung gefunden hat Sie sdieint zuerst von Lambert*) ausgesprochen worden zn sûn tmd
beruht auf der Erwngun.u, daß in einem f::eschlos.^fiK-n d-f.lß, in das Ft uchri^^tceit nieht hinein-
gelangen kann, und in dem bei dem Druck P, eine rel. Feuchtigkeit R, enthalten ist, nach
ebier Ven1i^;enmg des Drucks auf P die rd. Penchtigkett

betragen müsiie, konstante Temperatur voraubgest tzt. Doch schon Saussure') zeigte, daS
ein derartiges Gesetz nicht ohne weiteres gtlltig sei. Ich werde im folgenden nachzuweisen
versuchen, daß dennoch durch einfache Ltiftdmckeraiedtigung eine ausrddiende Hygr om eter-
eichung zu erzielen ist.

Wie gesagt, gilt die eben angeführte ebi&idie Beziehung nicht, vielmekr zei^ die
Vcrsui hc, daß R großer bleibt als die Formel verinnpt. Das- kann nur dadurch erklärt werden,
daß von den Wandimgen des Gefäßes bei zunehmender irockenhcit Wasser verdampft und
so joie Gesetzmfilliglidt verdeckt wfa-d. Wir wollen ans zunächst dbertegen, in welcher Weise

diese Verdampfanir die Formel hi-t-infhißt.

Nach War bürg und Ihmori'y rührt die Wasserbaut des Glases vom Gehalt an
frdem Alkali an seiner Oberfläche her, das hnmer soviel Wasser ans der Luft aufnhnmt oder
an sie abgibt, daß der Dampfdruck der so entstandenen Lösung gleich dem der ilußeren
Luft ist. Nun wird dtirch da« Auspumpen der Dampfdruck in der Glocke erniedrigt, die
Konzentration der AtkalUösun^ muß daher grOfier werden, d b. ^ Glasoberfladie gibt
Wasser ab. EHe GesetznMUligkeit, nach der die Abnahme der rel. Feudid^ieiC ndt der Luft-
druckcmledrigung zusammenhängt, ist leicht gewonnen; sie lautet

») I. e,

') Saussure I.e. iiS.

*} uc. iisa.

R ■» Ro 15-

120

E, Kleinachpiidt,

d R « -|- d P — £ (d R) (1)

Die Gleichung: satrt aus, diiß in der oben :iuf Seite anp;ei!:ebcnen Forme! noch ein additives
GUed, d:is eine Funktion von dR ist, hinzukommt. Zunächst müssen wir uns Uber die Fimktion
f (dR) orfenderen. Sie gibt dnfach àSs Feacbtlfi^tserbohimg durch das von der Glaswand
verdunstende Wasser und ist für ein und (.liesclbe Re^ipicnlen^:loeke proportional der pro
un' Fläche abgegebenen Wa&sermenge. Nimmt man auf der GUtsoberflilche eine bestimmte,
unyerlnderüdie Alkalimenge an und kennt man die Dampfspannungen verschieden konzen-
trierter Alkalilösungcn, so laßt sich die zu jeder Dampfdrackvcrminderunt;: ^i hüriiie Wasser-
abgabe berechnen. Diese Rechnung wurde nach den Daten in der Tabellcni>ammlung von
Landoit-BOrnstein (2. Aufl. p. 151 u. 153) für KOH und die Temperatur <f und tOV ausg^Ohrt.
Dabei zeigte sich, daß bei den genannten Temperaturen die Wasserdamplàbgabe in der
Nähe von 1CK)*,'„ sehr srroß ist, b;ikl ra-^oh abnimmt und von etwa 75' ^ ab nahezu {proportional
dR ist. Der Einfluii der lemperatur Uußeit sich in der Weise, daß bei einer bestimmten
rcl. Feuchtigkeit, sagen wir SO*/«, bd 100* noch nicht doppelt soviel Wasserdampf abgeben
wird wie bei 0*, tiniî dnß dnher, wenn die Me«5sunpen in bewohnten Räumen stattfinden, die
Abgabe sich höchstens um ',',0 bis '/„ bei den vorkommenden Temperaturen ändert. Wir
kttnoen dalier fOr unsere Zwecke f (dR) als unabhängig von der Temperatur aanebinen und
setzen

f (d R) = a V d R

wo dann a nur noch von der Größe der Glocke und der chemischen ßcschaiienheit ilirer
Inaenflaclie, nfcht aber von R (voransgeaetst, daJt R 75P|«) und der Tenperatur des Versudis-
THnmes abhsnpt.

Unter diesen Umstanden laßt sich Gleichung (1) integrieren, und wir erhalten zwischen
den Grenzen P» und P, R, und R die Beatiehung

(l+o) log ^ = log-^-

oder , Po

log R - togRo- J^8-F_ (2,)
i+a

(Fomd 2b ist bei Benutzung eines Rechensebiebers die bequemere).

a laßt sich nicht berechnen, ân vom tin1>ekannten Alkaligchalt der Glasobcrflache,
außerdem aber auch von der evt. auf den eingeschlossenen Apparaten vorhandenen Wasser-
haut aUiflngt. Dagegen ergü>t es sich aus Formel (2a oder b), wenn R, R«» P und P« ex-
perimentell ermittelt sind. Die Bestimmung dieser GrOflen wird demnadk unsere nftdiste
Au^abe sein.

P« und P wurden direkt an dem mit der Luftpumpe verbundenen Barometer abgelesen.

R^, das heißt die rcl. Feuchtigkeit in der Glocke vor Beginn des Evakuicrens, wurde durch
das Hysn^omcter selbst bestimmt, indem man es auf den PumpenteUer stellte, die rel. Feuchtigkeit
des Raumes mit dem Asph^tionspsychrometer mag, dann die Glocke OberstOlpte und etwa
15 min wartete. War die rel. Feuchtigkeit in der Glocke dieselbe wie im Außenraum, so
änderte das Hygrometer seinen Stand nicht, im andern Falle stieu tkr fiel es. Da kurze Zeit
spater in sofort zu beschreibender Weise ein zweiter l^mkt der liichkurve bestimmt wiu-de,
konnte dieselbe naidi den Gay-Lnssacsdien Zablot Iconstrulert und ans flu* die Änderung

Digitized by Google

Die FciiditigkeilsincMiinE bei Re|îatrierb>l1oiMarstieKen.

121

der rel. Peucfadgkeit in der Glocke entnommen werden ; hieitei erhielt man anter allen Um»

standen richtip;t.' Werte von R,, da sich die rel. Feurhtiijkeit in Jcr Glnrkc immer nur um
wenige Prozente von der direkt gemesseaen des Auücnraums unterschied und somit eine evt.
vorhandene Abweichung der ergänzten Kiuve von der wahren ohne Einflnft bta'eb.

Zur Messung von R n:u h stattuchnbtor I.uftvLi cJflnnung hätte man das Kondensations-
hygrometer in irgend einer Form verwenden können. Da jedoch diese Hygrometer nur bei
größter VqtwùA wirldidi genaue Angraben liefern, worde ein anderer Weg voi^ezogen, der
darin bestand, daß man einen ganz bestimmten Taupunkt, der möglichst wenig unter dem in
der Glocke nach der Verdünnung vorhandenen lag, ktinstlirh herstellte. Der hierbei abgelesene
Stand des Hygrometers gab den 2. Pimkt der Eichungskurve, die, wie gesagt nach den Gay-
Lnssacschen Zahlen ausgezogen wurde, und auf der der wahre Wert von R, der zu dnm
«niedrictcn T.uftdrurk P ijehflrto, ah^^clcscn werden konnte.

Der gewünschte Taupunkt wurde in folgender Weise erhalten: ein Glasrohr von ca.
1 cm innerer Weite war an einein Ende zu einer dlinnwandigen Kugd von ca. iOcm* Inhalt
ausgeblasen, wahrend das andere durch den (kimmipfrripfen der Luftpumperelocke führte.
Die Kugel enthielt das Gef&ô eines Quecksilber- oder Alkoholthermometers, dessen Stand durch
das Glasrofar hindurch abgelesen wurde, und erhielt eine Fällung von AtfayMdier. I>as offene
Ende stand mit einer Was-^erstrahlpumpe in Vethindung, durch die der T.uftdnn k über dem
Äther erniedrigt werden konnte. Durch Evakuieren ließ sich die Temperatur des Äthers bis
auf —39* emiedi^s^ tmd beliebig lange auf diesem Stand erbalten. Durdi Binsdialten von
Wassersäulen (Quecksilber wird durch den käuflichen Äther zu stark oxydiert) konnte tIMn
jede beliebige, höhere Temperatur erzidten, z. B. durch eine etwa 1 m hohe eine solche von
ca. — 10».

Unsere Jdethode, die übrigens im Prinzip auch von Warburg und Ihmori') angewandt
wurde, hat gegenüber der Kondensationsmcthotle den Vorteil, daß die unsichere F5cob;ichtung
dtn ersten Taubeschlags wegfällt^ femer sind iemperaturschichtungen ausgeschlossen, da die
Abkflhlung des Atbers an seiner Oberfläche erfcdgt und dabei so langsam Tor sidi geht, daO
die Temperatur in der Kuçîel längere Zeit, 'mindesten« eine halbe Stunde) his :iuf 1 bis 2
Zehntel Grad konstant bleibt. Weiterhin lassen sich Taupunkte erreichen, die beim Durch-
saugen Ton Luft durch den Atfaer nadi der Regnaultsdien Metbode nicht erbalten werden
können. Und es handelte sich in Unserem Falle gerade um sehr niedrige Taupunkte (meist
zwischen — 12* und — 2Û";.

Nach dem Gesagten gestalteten sich £e Versuche in folgender Weise. Etwa eine
Viertelstunde nach dem Überstülpen der Glocke über das zu eichende Instrument wurde
evalndert bis zum Druck P. Hierbei war die Geschwindigkeit des Auspumpens gleichgiltig,
obwohl zunächst infolge der Abkühlung der Luft durch die Verdünnung die rel. Feuchtigkeit
steigt und man annehmen könnte, daß sich Wasserdämpf an den Wandungen niederschlagt,
der erst spntcr wieder verdampft , dadurch nulßte ein Inhler entstehen. Das ist aber nicht
der Fall, da die Glocke den raschen Temperaturänderungen der Luft nicht folgt, die ihr
direkt anliegende Lofitsdilcht sich demnach nicht abkühlt und somit aller voriiandme Wasser-
dampf in der Luft verbleibt, um entsprechend der Verdönnuntr nhsj-esiujrt 7u werden. Das
Auspiunpen wurde mit Wasserstrahlpumpen besorgt, wobei natürlich eine Waschflasche mit
etwas Quecksilber zwisdiengeschaltet war, sodaß von den Pumpen kein Wasserdampf in
die Glocke gelangen konnte. Etwa 10 min nach lîeentiiyunt des Fvakuierens schrieb das
Hygrometer horizontal; es wurde jedoch mindestens eine halbe Stunde gewartet, bis mit

») I. c.

122

£. KleîoBCliiBidt,

dem Auspumpen des Atbeisef<'lß(-s ht uonnen wurde. Sobald die erste Taubildung auf der
Ku^el 7.U bemerken war, wurde die Temperatur duri-h Renulienjn^; der eingeschalteten
Waüserhähen aui dem crreichltii Siandpunki kunstanl erhallen. Nach kuiic-r Zeil halle sich
die Kugel gleicbinUig mit EiskrystaUeo (der Taupunkt lag bei allen Versuchen unter 0*) ttber-
z'iffen, und nach etwa 30 min schrieb dns Ilycmmeter wieder horizontal, d. h. jetzt entsprach
der l'aupunkt der eingeschlossenen verdünnten Luft der Temperatur des Äthers. Auch hier
wurde der Sicherbeit hiüber nodi weitere 15 bis 30 min gewartet, bevor die Pumpen abgestellt
wurden. Während des pan/en Versuchs wurde die Temperatur der Luft in der Glocke in
nächster Nahe des Haares kontrolliert. Aus der Stellung des Hygrometers direkt vor Beginn
der Dmcfcemiedrigung im Äther^fail Heß sich dann in der oben angegebenen Wdse das in
diesem Augenblick in der Glof ke R ableiten.

Zur Kontrolle wurde einigemal zum Schluß des Versuchs durch elektrische Auslosung
eine mit Phosphorpcntoxyd gefüllte verschlossene ROhre unter der Glocke In ebie Schale
entleert und etwa 2 Stunden gewartet, sodaß sich in dem stark luftverdünnten Raum
nahezu absolute Trockenheit einstellen mußte. Dabei ergab sich, daß der so erhaltene dritte
Punkt der Hichungskurve m die durch die beiden andern gelegte Gay-Lussacsche Kurve
hineinfiel, daB also die Bestimmting des zweiten Punktes ridatig gewesen war.

Man bat so alle Stlteke, um « berechnen zu kennen. Ti h habe eine Reihe von
Messungen ausgeführt und zwar zuerst für eine Glocke in gewöhnlichem Zustande. In Tabelle
6 gellen cBe Versudie Nr. 1 Ms 12 für verschiedene Temperaturen T und fOr verscbiedene
Anfanpswertc R» der rel. Feuchtigkeit die jedesmalige Cröße von 1 + «. Man sieht, daß die
Zahlen nahe beim Mittelwert 1,32 liegen. Der Einfluß eines ungenauen Wertes von 1+a läßt
sidi aas folgenden Angaben etkennen: Für P,»750b P«200 und R^^^fiO findet man

R » 20*/m wenn 1 + a = 1.2

- 21..«^,'. H I + o = 13
= 2àJ5V, „ 1+0-1.4

gesetzt wird. Ist R, kleiner, so werden auch die Unterschiede von R geringer. Die Zahlen
zeigen, daß ein Fehler von l + a um 1 Einheit der ersten Dezimale einen Fehler von nur
1,5— 2*'„ für eine rel. Feuchtigkeit 20", verursacht und daß in der Regel, wie Tabdle 6^
Nr. 1 — 12 tehrt, die Fehler noch viel ^ei inuer sind.

Es schien mir der Versuch wünschenswert, festzustellen, ob sich nicht auf irgend eine
Weise die hygroskopischen Sgenscfaaften des Glases unschädlich macben lassen, d k. ob skb
der Wert von a nicht herabmindern la.sse. Zuerst wurde nach dem Vorsrhlajr von Warhurp
und I h m 0 r i durch Behandlung mit kochendem Wasser die hygroskopischen Higenscbaf ten
zu verkleinem versucht ; ich endelte aber hiermit ebensowenig wie durch Auswasdien mit
Flunrwassersioff^.'iure einen merkbaren llrfolp. Hierauf über/ou ich die Glocke innen ebenso
wie den Teller mit einer alkoholischen Schellacklösimg. Nach sorgfältigem Trocknen (die
Glocke stand ca. 24 Stunden evakuiert unter Elnschlnß von Phosphorpentoxyd) wurde 1 +a
gemessen und bedeutend größer , im Mittel nämlich gleich 1.87 fvergl. Nr. 13—16 der Tabelle)
gefunden ; nachfolgendes Wässern änderte nicht viel (Nr. 17). .\uch ein ÖUack (Nr. 18—20)
lieferte einen großen Wert von 1 + o. Dagegen wurde durch Überstreichen der Glocke mit
Asphaltlack, der verdünnt, sodaß das Glas durchsichtig blieb, aufgetragen wurde, a um ein
unbedeutendes vermindert. Vor jedem Ansirieh erfolgte >e!bst\-erstiindlit_h eine sorgfältige
Reinigung, Wasserung und Trocknung. Aus dem Gesagten geht hervor, daß 1 j- a tatsächlich

«) L e.

Digitized by Google

123

vcB der OberflttdienbeBGliafteiilidt der Pmnpenglocke aMilngt, dBfiicb abv din Vcrringcning
diCBCS Wertes nicht erreicht habe.')

Inwieweit eine evt. auf dem zu eichenden Instrument vorhandene Wasserhaut, und
etwa dem Dichtungsmittel (sog. wasserfreies Lanohn), sowie dem Kautschukstöpscl ent-
stammender Wasserdampf zum Wert von l + a beitragen, laßt d£h nicht ohne weiteres fest-
stellen ; immerhin war die Gesamtfläche des Glases vieltnal grOfier als die Obeiflfldien der
genannten Dinge, sodatf ihm wohl die Hauptrolle zufOUt.')

Tabelle &

H '

t
%

i + a

T
•C

H timiiM

743

6a8

— I

1 Mt 13: ClMglocke in swrtteUebm ZaMiaii4

7Ö3

Ufi

7«

1.23

llind: 14t.

760

435

Jf'

1 52

738

334

1.39

725

298

3«

1.38

763

248

1-35

735

3ÎI

743

22$

••33

-- I

760

194

I.SO

74«

ito

<S8

1.27

727

140

1.32

745

150

1-37

7S3

190

1-73

13 bii 16: Glocke nk S^éDick s^ittkhw.

«4

756

I8S

1.95

758

259

4»

» 73

748

178

2.07

»7

733

130

1,68

Dtstdbc, «ber gcwItMrt.

758

165

1.65

i< bis ao: ÖllMk. Mittel: ij6a

758

1.71

759

200

■-45

754

l»7

1.32

31 Ut an; Gla^ mH AiphiliiUek fimkha.

761

190

1.21

HlKd: iJL

761

190

«7

1.18

»3

737

164

1.30

«S

740

183

1.25

743

«43

1.36

749

180

I 39

745

172

I.2I

74}

tto

5«

1.32

74S

los

1.30

Die Versuche der Tabelle b sind im Verlauf mehrerer Monate au^efOhrt, wobei
die einzdnen Ladie mdiniials in grOfiem Zdtabstandeii zur Verwendung fdaagtcn unter ver-

•) Ich i;cdcnke noch cinijic Lacke durchzu|irobicrcn, will aber mit der VcrülTcntlichuin; dicbcr Arbeit
nicht to lant,'é uarttn. da dieie Ver-suchc noch t-iniirc Monate Ztit iti Anspruch nehmen werden

*} Die Dicke der Wuserhaut lifit sich leicht berechnen unter der Annahme, daß sie die Dichte des
Wunn WB 4* Inbe sad gieidiffttig «ber dls Wuid«i| v«(t«at «ei. Wir mUss df gickh der koéaatag

Digitized by Google

134

E. KldnkeliBldt, Die Fancm g l Mit — eMm g M RmittrieriMHoaauftUegeii.

aditedeneii Bedingungen. Am glddnnafiigsten verliidt sich dabei der Asplialttadt, der aulerdeni

auch den geringsten Wert von 1 + a lieferte. Man wird daher jederzeit mit der benutiteD
Glocke und dem Mittelwert 1 + a ^ 1.28 die Eichui^ eines Hygrometers bis za ca. aO^/« mit
einer Genauigkeit von 1 bis TU ausfatircn können.

Die Methode der Luftdnickeniiedrigung hat, wie sich aus dem Gesagten ciKibt,
folgende Vorteile. Sic ist bequem, da sie mit der Druckeii hung des Instruments
zusammen vorgenommen werden kann, sie trocknet das Haar nicht Ubermaâig aus, ist völlig
unabhängig von Jahreszeit und Temperatnrverhaitaissen (es wird nur fülr einen Teil der Messung,
nämlich direkt vor der Luftdruckcmicdricfung imd vor der Hcrstellune: des künstlichen Tau-
punkts, nahezu gleiche Temperatur vorausgesetzt) und ermi^Ücht mit großer Genauigkeit
Btchungen bis m ca 20% reL Peuchtigiceit

der absoluten Feuchtigkeit in der Glucke intoigc Ocb Vcrüampt'cns der Wasserhaut , F sc; der Maximalvkxit
der abs. Feucbti|;keit bei der |<erade herrschenden Temperatur, d x sei die Verminderunf; der Dicke der
WMterhaut infolge der Verdampfung, O die Oberfl&cbe, V du Volomen der Gktcke. Dana bestellt die

Tritt in der Glocke eine Verminderung der rcl. Feachtiglccit um d R ein, ao itt g|teich«eitig Inflige Ver-
dampfung vun der Wandung definitionsgemUS [Seite 120) eine Vennehrang um

emgetreten.

b iat «btr

und der VmncliRtai • X dR «ntapciclit «iae Waaserdiapfab^be « X OWge Gieiclnu« g«iit ddier

aber in

^ dK = -i><-^-X^dR

FSr d R » IIb «nd F « la-S (b«i -f ij^ and aoSerden bei Venrandong dner ctwi syündriMlicii GIocIk
«îtd, wean a ^ e-ja g«Mt<t wird

2 (r -|- h) ^ icirj

WO r der Radius und h die Höhe der Glocke ist. Bei un^rn Versucliea war r « 10 -5 cm, b = 31 cm,
Mdafi wir erhalten

d X la 0,15 X "*~* cm

Warburg and Ibmori (I. c p. 49?) bnden Ar Acielbe T«mpenitar fOr «me beatinmte Gtmorte dnrcb

die «a> 0,015 cm X

ßr Abnahme der rel. Feuchtigkeit «wildieB <o und 3«%, d. Ii. tiaen Wert voa deneHiea
aber immertUn einen lomal kleineren.

Digitized by Google

Ordidies Windnunîmuni, unterer und oberer Wind

FRIEDRICH RITTER.
Ißt 1 Plgufen im Text.

Bdanodidi hat sidi ga^égt, dafi in BodeoitShe der Wind gq;en Bffittag ■& Stttice za>

nimmt. Tn don Jahren 1005 und 1906 zu Wien von mir (VefflBSser) angestälte MessoQgœ liaben

als mittlere Windst&rke und zwar:

Tage92eit

6— lok

U-J h

Durch-

rrOb

mittagi

■ehokc

in m'sec. au<;i;cfh'ückt ....

3 93

445

4.(54

0.85

1.19

O.Ç6

(.00

ergeben.

Im Veiliflltnls zum iHtrclisdinitt wahrend der 14—15 Stunden des Tages weht hiernach

in Bodennahe der Wind zu Mittag- um ca l')*',, starker.

Wie verhalt üich die Windgeschwindigkeit, wenn man vom Boden aufwärts steigt?

Aus Pkhften im Ballon hat man in Norddentsditand') die Windstarite Ids zu mdureren
tausend Meter Hf'he in Vielfachen der unteren Starke, wddie zn Potsdam dnrdiscbnitdidi
5.00 misée betragt, festgestellt und im Mittel gefunden:

Windgeschwindigkeit

bei Höhe in Meter von

in Vidfnchen

d. i. in Meter

der unteren

per äclorade

10.7

2.15

11.8

2-5

13.7

3-1

21.0

5000 — 6000 und mehr . . .

4.5

24.7

Die Windstärke nimmt nach diesen Zahlen mit der Höhe über dem Boden zu.

In Kitzbühel (Nord-) undinnichen (Südtirol) habe ich (Verfasser) in den Jahren 1899—1906
die Geschwindigkeit, mit welcher sich die Wolken in verschiedenen Höhen bewegen, gemessen.
Die flöhe der Wolke wurde nach der HüIic benachbarter Bcrpe, nach Hohe und Lage des
Woikenschattens u. dergL ermittelt und dabei die Winkelgeschwindigkeit u, mit welcher sich
die Wolke, von der Hobe des Beobachters ans gesehen, bewegt, beobachtet. Betragt der Höhen-
unterschied zwischen Wolke und Beobachter H, so tcum, wie sdion Vetdn*) tt A. getan haben,
die Geschwindigkeit der Wolke

V = H u

gesetzt werden: Kitzbühel liegt 7'à) 800 m, Innichen ca. 1200 m über dem Meer.

') AMinann und Bcrton, Wissensduiltliche Luftfabrteii, 190«, Baad M, Seite sos— sio.

4) LNlbMaidageii aber Berlin, Zeitadur. d. Veiwna tat Föniening der Lvftscllifrelii«, iSM.

B«)Hig* f«i n^iit dM imm AuRM^hatt. n. tS

Digitized by Google

126

Priedrich Ritter,

PQr die Sonunemioiiaie Juli- September liai ndi in dieser Weise als Dmdiscliiiltt
mehrerer bondert Beobaditnngen:

b«i Höhe aber dem
Meer von

die V^ndgeicliwindigkeit in m/aec.

Übtt Kii2bahel,
Nordlicol

Uber lonichcn,
SMtiral

1500 m . . . .

4.0

3000 H . . > ,

3000

5000 „ . . , .

4-0

erkennen lassen.

Gegentiber den nordde«tschen Messungen zeigt sich nach diesen Zahlen bei gleicher

Meereshöbc die Windgeschwindigkeit in Nrn d- und Sfldtirol geringer; sie nimmt aber auch an
diesen Orten mit der Hobe aber dem Buden zu.

Für Höhen unter 1000 m, welche in den vorstehenden Zahlen nicht enthalten sind, wird
bei den norddeutschen Biillonfahrten') ungegeben, daß das gewOimlich rasche Aufsteigen eines
Ballons zu Beginn der Falut die BeuiteUung der Horizontaibewegang desselben in geringer
Höhe erschwerte.

Sucht nan daher nadi anderen Baten, so finden sich fdr Paris*) Angaben, ans welchen
sid» als Ditfdiscbttittsgescliwiadigkeit des Windes berec&neC:

Windgeschwindigkeit

Uber dein
Boden m
Mctir

in m per Sekunde

ia Vertiaitniszahlen

Beieickaonc

bei Tag
6 frUb bit
Sabciids

IQ der
Qbrigen
Ziit d.i.

MdlU

Ge9.

Tiige»-

Mkalti

bti
lag

bei
Nach

GeMDit-
ti«

Höhe des Burean central inétéo-

Bodennähe 7 l lir Irüh Dtt(di>chnitt
iSq-'oS naih den laetcoroio-

gisrhcn Tagesberichten 9.02
Beaufort gegen 1.75 in Wien, so-
mit in rnfscc. nach oben Paris an-

JO3

6.18

1.4g

«.u

7.0«

2.22

XJOO

I.UO

1.33

0.72

i,t6

2,02

gcfahr — X 4-64 = . . . .

•

Nadi diesen Zahlen nimmt die Stftrice des Windes anch in geringeren Hoben als 1000 m
ttber dem Roden zu.

Bemerk«iswerterweise scheint aber die Zunahme nicht nm Hoden selbst, sondern
erst in dner gewissen HQhe darflber, in Paris ni^nhr 21 m hoch, zu beginnen, w&hrend sidi
unterhalb die Windstarke von Bodennahe aufwärts vermindert

Femer zeigt sich, wie auch an anderen Orten*} erkannt wurde, im Tageswedisel der

*) Assmann und üerson, Wi'^senschaftliche Luftfahrten Hl Seite tosftvf xmA Sl4/ai6,

*) Zentralblatt der Üauverwallung i. Febr. 1890.

■> VeigL Haan, Meteorologe, 1901, Sdte 3se/M4 «. A.

Digitized by Google

OctHdm Wadttteinwun» mtcnr mtd oberer Wind.

127

Windstirkea hâ dner geivissen Hflhe Ober dem Boden dne Umlcdining; 30S m hodi am EiCfd-
tarm erscheint nirht wie unten zu Mitcag, sondern des Nachts die Windstärke am gritßten.
Hieraacb am sdüieOen, Mtte man einea in Bodennaiie wehenden und nach oben zu
unteren und von einer gewissen Hube an einen nick oben znufenienden
oberen Wind zu unterscheiden':.

Andere Messungen auf Türmen nllmlich-l:

Höbe
Ober
Boden in
m

Wind-
geschw. in
m/see.

Gatmaf da» Wladat

Habe de* ObMsli«* TCB
vflB DBteieiii jnjB cberwt
WiDd* ID m

Straßburg, Wasserturm . , , .

„ Münsterspitze . . .
Wien, Favoritenstraße ....

„ Observettwittm ....

«44
24
c*. o

54
SS

4- 2

5- 9

2.5

(S-S)
44

unterer Wind
oberer „
unterer „

M ■•

M N
n

tmtefer — oberer
Wind

1 zwischen $2 n, 144
über 24

1 über 41

Uber 54
aneeflfar SS

dürften dies besti%en.

Um genaueres über diese mir fVerfasser) w-ichtig scheinenden Verhältnisse zu erfahren,
unternahm ich (Verfasserj es, ahnlich wie im Gebirge auch zu Wien und anderen Orten die
Windstärke aber dem Boden an der Bewegung der in der Luft schwimmenden Wolken zu
messen und bediente mich bieliel des nachstehend besdtriebenen VeifahrenB:

Dk Wolke W bewege sich über und pandlel efaier Hins- oder IttitsafinMit von be-
kannter d. L gemessener Lange AB»b (Basis).

') Vergl. Trabert, Meteorologie 1904, wo naeli <nomaleni» (oberem) und *abnoniinlera»(iuiterem)Wind
mterecbiedcri wird.

*) ^ergl, tlann, Meteorologie 1906, Seite 394; Assmann und Berson, WissenscbaftUchc Luftfahrten III,
Sekc 10fr— iiow

Digitized by Google

128

Friedrich Kitter,

Der Beobachter folge in einer Entfernung d vor Jcr I lausfront und nach einer dieser

ebenfalls parallelen Linie A'B' der Wolkenhewejninp:, so daß er, bei A' beginnend, die Wolke
senkrecht über dem Anfang A, bei B' endigend die Wolke senkrecht ttber dem Hnde Ii der
Basift fltfhfn steht

Nehmen wir nn, daß die Wolke stille stehe, so wird der Beobachter, indem er von B'
gegen A' zurückgeht, die Wolke im Punkte A' noch Ober dem Baäsanfang A stehen sehen.
ISerbei bat er bebn Hin- wie ZorOdcgehen, einen Weg A'B'-b' zuiflckgelegt. wddier grOBer
ist als die Bailstenge b.

Die HorizontateDtfeniiiDg vom Beobaditer bis zur Wolke D betragt das fache

der Entfernung Hcobachter — Rasis d, und wenn h die scheinb.are Höhe der Wolke Uber dem
Beobachterauge an der Basis, H die wirkliche Hohe der Wolke bezeichnet, beträgt ebenso

b' .

Fiß, 2.

w w,

/ Xa

yfU é IJ^X

b» =

Gewöhnlich steht die Wolke nicht still
Während der Beobachter von A' gegen B
schreitet, ist âe von W bis \\\ vorgerückt, so
daß sie der Beobachter schon ütUMTi ulB^Ober
dem Basisende B erblickt.

Kehrt der Beobachter in ß, um, so wird
er, in die Nahe von A' gelangend, die WoUie
längst nicht mehr über dem Basisanfang stehend
finden; er muU weiter, bis A«, zurückgehen,
um die bis W« voigerficlrte Wolke Uber A zu

erblicken.

Von den neuen Weglängen, A'B, = b,

tmd B,A,'=>b, ist die crstere kürzer, die zwôte

größer als die frühere Wi-^lftiij^e b'; letztere
berechnet sich jedoch aus den beiden neuen
WegliDgen zu

-b,h.

woraus sich wie früher die Höhe H. der Wolke über dem Beobachter bezw. über dem Boden
ableiten lAlt

Hat sich der Beobaditer mit der Gesdiwindlgkelt v bewegt, so findet sidi als Geschwln>

digkeit V der Wolke

v_ b,— b, b
^ b,+b, ■ b'-b *

mit welchem ^^'erte, wenn gleichzeitig die Winkelgeschwindigkeit u der Wolke erhoben warden
nach dem früheren ein zweiter Wert

zur Kontrolle verglichen werden kann.

Messungen, mehrere tausend, welche in dieser Weise, soweit Wolken vorhanden waren,
tiglich wahrend der Jahre 1906 and 1906 zu Wien vorgenommen warden, haben nachsteheode
Durcbschnittsgeschwindigkeiteo in Hohen bis zu ca. SOOm bei einer durchschaittUchen Gescbwin-

V=Hu--

.hu

Digitized by Google

Ortlicbes Windminimuin, unterer wai oberer Wad.

129

digkeit in Bodennähe nach dem früheren von ungefähr 4 • 6 mj'sec. für die Zeit von Morgen,
Mittag and Abend und im Mittel damns ergeben:

JlUfif- Ulli [ ucm

Boden in
Meter

Windgeschwindigkeit

in m per

Sekunde

in Verliaitnianblen

6 — 10 h
früh

ii- i >• '
mittags

4-S h
abeudü

Durch-
5chaitt

6—10 »>

früh

II— 3 h
IB il tags

4-»l»

abends

Durcbichntt

(Bodennähe)

(3-93)

f5-54)

(■4.451

(4.64*

10.85)

(I 19)

;o96l

M.OO)

0.97

0.7S

0.95

0.89

l.oy

0.«3

I 09

1.00

KXJ

1 49

1.26

1 51

1.42

1.05

0.88

0.86

1.0-

1.09

I.OO

IX»

200

2-74

2,37

278

3.63

1.04

O.S9

1.07

i.ao

Soo

4-7«

i9i

SJOO

4-S3

û-«4

1.13

IjOO

JÜrnUdie Messungen, wahrend der Monate Hai und September 1906-06 über Pilsen in
ßObmen Migestellt, ergaben:

Höhe Ober dem
Boden in
Meter

Wlndfeaciiwlndlgkeit

in m per Selnind«

in VerUltiiimlileii

«—loh

Mil

muläg«

Daich-
•cbnitt

6—10 h

4-8 h

abends

[)urcli«chnltt

(BodennShe)
70
100
MO
$00

(2-63,'
1.04

'•^
tJBa

3.60)
0.68

0.97
1.80

(2.861
0.91

1.07
X.16
ST»

(303)
0.87
I.18
2.1g

^7s

10.87)
.,8|

i.jy
1.15 J

(1-19)
0.78

0.82 0
0.82

0.82
0.83 J

(0.94)

1.04

0.98

0.99
IJ02 f

(1.00)

I.OO

1.00

Zur Mittagszeit findet ii;u h dieser. Zahlen in Wien und Pilsen schon 70 m flhc-r dem
Boden hoch kein Maximum mehr, sondern ein Minimum der Windstärke durchschnitthch statt i
der Ungs des ßodens streichende tmtere Wind Ist in dieser Htthe bereits in den oberen Wind
übergeganpcn.

Die Stelle des Übergangs mit einer Geschwindigkeit von nahezu Null liegt in Wien ca.
30 Ins 120 m, durchsduiittlidi, ca. 60 ni, in Pilsen dnrchschnittlidi ca. 50 m hoch Uber dem
Boden.

Diese Hohe stimmt mit dén oben aus Tunnbeobachtungcn abgeleiteten HOhen des
Beginns des oberen Windes von ca. 50 Us 60 m annähernd Oberein.

Wenn die Turmbeobachtungen bei gleicher Höhe eine größere als die an Wolken ge-
messene Windgeschwindigkeit erkennen lassen, so iNt dies wohl auf die Beschleunigung, welche
die von einer Turmflftche abgelenkte Windbeweguiig bis auf eine gewisse Entfernung von der
FlAdie erfährt, zurückzuführen.')

über die Lage des örtlichen Winclminimutns im Gebirge gibt nachstehende nach Tatjes-
zeiten zusammengestellte Übersicht der früher erwähnten in Kilzbûbel und Innichen angestelliea
Windmessongen AnfscbluA. Es betrug die Windstärke und zwar:

^) ». ZeppeUn in Zeit»chr, d. Vereins demscher Ingenieure 189s und F. Ritter. „Zur Aufktiroiig einiger
keaoddeter Encbeiraagen de* Winddrndcr' in Zeitedir. f. Lnfttclnir. tt. Fbyi, d. Atta. iSg?.

Digitized by Google

130

FrUdrieh Ritter,

BeividinsBg

H.ihc ühcr

■

Dinclischtiittliche W

a n d c S c h % i n d i k f i t

dem Meer

— _ -

m pcT

Sekunde

in Vcrhititniizahlcn

■n neier

fru!i

1 1— i h

mittag*

7-S h

•bead*

tchniU

t>—to h
ftüh

Il-Jb

nitMct

«bead»

KitzbUhel

nolerer Wind

(lall

^2-55)

{2.ÙJ)

(I.27J

(0.96)

(1.00)

ca. 1000

1500

3 OS

3 4'

4«4

39>

0'?4

0.88 i

1.00

oberer Wind |

2500

5 79
7-3'

5'9
6i4

5 93
7 31

0. 97

1. Cvj

^•^^ 1 o.SS
Ü.87

115
i.«3

1.14

1.00
I.OO

1.00

3000

8.34

7 49

024

I.OO ,

0-89 J

I.II

1.00

Innichen

tuiterer Wind
(Tal)

(laoo)

(4.60;.

•:4ô>)

14-33;;

(aS8)

(1.08)

(1.04)

(1.00)

ca. 1400

oberer Wind |

5000

34J
4.26

2,79
3.69

4.02

3 10
3»

i.ii
Î.07

(..«

o.yy
I.Ot|

i 1.00

1.00

1 1.00

Nach diesoi Zahlen liegt der Beginn des oberea Windes in (ützbohel ca. lüUO m, in
InnIdieQ ca. 1400 m Aber Meer. NHchdem die Hohe der TMsohle ca. 77D bezw. 120O m Aber

Meer betragt, so befindet sich Jer Anfang de.s oberen Windes daselbst durdlSdlllittlicfa CAi 230
bis 200 m, also höher als in Wien und Filsen über dem Boden.

Wegen der Enge der Gebirgstäler vermag der obere Wind augensdheiolidi n^t tiefier
in das Talinnere hinabzudringen.

Nrichdem der untere Wind in Kitzbühel und Innichen ahnlich wie in Wien und Pilsen
nur ungefähr 30 bis 120 m hoch Ober die Tatsohle hinaufreicht, so befindet sich im Gebirgstale
cwtodien unterem Ond oberem Wind eine mehr oder weniger windstille Zwischenschicht

Um die Mittagszeit schwächt sieh naeh den Messungen zu W'un und Pilsen der obere
Wind auf das ca. 0^ bis 0,8li iachc, also tun ca. 14 bis 18"/, seiner durchschnittlichen Tagcs-
starice ab. ha Gebirge, «berKitzbOhdoiKlbiiiiclien, betragt diese mittägige AbsdiwBcbtmg
ca. 12 bis 9«/..

Die Abnahme der oberen Windstarke zu Mittag setzt sich sonach, wenn auch anscheinend
mit dner allmflliUcliea Verralnderung, bis za groBen Hohen fort.

Die Starke des oberen Windes nimmt nach oben zu; die Ursache der oberen Wind-
bewegung ist daher, wenn wir ihr nachforschen wollen, oben zu suchen. Die Ursache der zu
Mittag Antretenden Abschwacbong des oberen Windes durfte, nachdem sidi dieser nadi oben
allHiflhIirh abnehmend fortsetzt, sowohl oben als tmten, wahrscbeinlich mehr unten, zu finden sein.

Halten wir in dieser Hinsicht Umschau, so erinnern wir ans der Entstehung des in der
Äquator^reiic nd der Erde wehenden Passatwindes.

Die st;irkere Erwärmung des Luftkreises daselbst bewirkt, int man sagt, ein Aofsieigen
wanner Lutl und ein Abfließen derselben in der Höhe beidersi its gegen die Pole zu.

Auf dem Wege dahin sinkt die warme Luft allmählich nieder, vermischt sich mit der vor-
lumdenen Luft und trifft, zun A<piator zurOdckehrend, wegen der in den gentiüllgten Erdstrichen
geringeren Umfangsgeschwindigkeit der Erde mit ostwestwArts gerichteter Bewegung, d. i. als
Passatwind in der Äquatorgegend wieder ein').

^ Veigl. Ibiu Hateofoioile «. A.

Digitized by Google

örtKchet WindminimttiB, unterer tuu) oberer Wind.

Spuren dieses Vorgangs lassen sich auch in unserem gctnâJBlg^en träsirich an der
Windrichtung effeennen.

Der durch die wechselnden Ertlichen W'lrmeunterschiedc hri uns hervorgerufene untere
Wind zeigt, seiner Entstehung entsprechend, eine bald mehr westliche, bald mehr Ostliche
Ricbttuie. Mdne (des Vecfassefs) Aufzdclmangeii abgeben 1906/6 ein Veifittltnis bdder von
ca. SS zu -15"',,, so daß die westlichen Winde mit nur ca. 10',', Oberwiegen.

Erhebt man sich in die ersten Schichten des oberen Windes, so erhöbt sich ca. 70
Us 500 m Ober dem Boden dieses Oberwiegen auf ca. 20*/«, in 2000 bis 3000 m Meereshobe
auf ca. 50'/,, nach den norddeutschen Ballonfahrten') ca. 5000 bis 7000 m hoch auf ca. 70*/,,
so daß in noch größerer Höhe eine fast ausschließlich aus West kommende Richtung des
Windes anzunehmen ist.

im Vei^leich zum Äquator, wo sich der Erdumfang mit ungefähr 465 mfsec. Ge-
schwindltikeii dreht, bewegt er sieh bei uns in ca. 48* Breite mit nur ca. 310 m/sec. Soweit
daher die warme Äquatorluft nicht durch Hindemisse auf ihrem Wege hieher an Geschwindig-
keit TerUett, trifft sie mit ebiem Obersdiuft an WestostKeschwindiKlteft von ca. 465—310*196
m'sec. Über uns ein. Nehmen wir, nnrh den norddeutschen Ballonfahrten zu schließen, an,
daß die vorhandene Luft in der Höhe dieses Eintreffens von vielleicht 10—20,000 m mit ca. 40
Us 50 mfsec. Sdmell^elt sich westOstiidi bewege, so stofit die ankommende Luft noch immer
mit fast über lüO misec. Gesehwindiukeit auf die vorhandene Luft.

Dieser Stoß setzt, wie anzimehmen ist, unseren Luftkreis hoch oben in westOstlidie
Bewegung und eriuUt üm darin.

Die hervnrgenifene Bewegun;^' setzt sich wie in einem talwSfts füeltenden GewAsser
von oben nach unten mit allmählich abnehmender Stärke fort.

Dadurch wäre die beobachtete Zunahme der oberen Windstärke von unten nach
oben erldflrt.

Nachstehend wurden für Wien und die Beobachtunccsjahie l'K).')— 06 nach Monatsdurch-
schniten die Geschwindigkeiten des oberen Windes 100 m über seinem imteren Anfange v,
(100 m) snsammengestellt and fût Pilsen, Kitsbflhel nnd Innidien, soweit fieolrndttmiKen vor-
liegen, die i^eichen Maße beiflrefl^ft:

MOOM

obere Windeeachwindickeit (leo m)

in m per Sekunde

PilHO

■905/06

Wien
1905/06

KiUfaOh«!

lanklNa

(Geographische Breite

Breite de» Ort») . .

(SO*)

(47

(46«)

Februar

2.64

2.42

Märe

2.33

April

2.09

Mai

1.70

1-99

2.12

Juli

»•92

1.S6

1.94

2.03

} 0.71

1.82

1.97

1.68

1.87

November .....

I.81

346

•

Jahr . . .

1.76

S.I3

<K7t

H AaMMaB md Benon, Wlwe Mcli a IM ch e LnJUUftea.

Digitized by Google

t32

FrUdrïch Ritter,

Nach diesen Zahlen weht, wenn wir zur Sommerzeit dem Stand der Sonne näher

ließen, der obcrc Wind ■vL-ralichL-nes. Minimum im Juli v« (IQO m) = 1.84 m/sec.) sdiwftdier
als im Winter (vgl. Maximum im Jilanur ^ 2.41 m,'&ec.).

Ebenso zeügt «idi de o1)ere WnMsaAc an den dem Äquator naher llqsieaden Orten

1.86 + 0i71

KitzbOhd und Innidien (geogr. Breite 47 bis 46«) mit durdischnittfidi 5 =1.» m/sec.

geringer als an den entfernteren Orten Pilsen und Wien (geogr. B. 50 bis 48*) mit ^'^^ g" "*

In beiden PaUen Ist mit der Anoalienmg an die Sonne eine Vermindenrng des Unter-
schieds der betreffenden Ci dumfrin^^s^eschwindigkciten verbunden, was nadl der entwickelten
Anschauung eine Verringerung der oberen Windstarke zur Folge hat.

Auch diese Beobachtungen würden sonadi die obige Ansdianung Aber dis Entstebung

des oberen U'indcs bestätigen.

Versuchen wir es nun, für die tägliche Abschwäcbung des oberen Windes um die
Mittagszdt eine Erlriarung zu finden.

Die Erwärmung der Luft durch die Sonne geschieht nicht ganz gleicbmflfi^. Zinr
Nachtzeit ist sie unterbrochen, während des Tages zu Mittag am kräftigsten.

Diese Ungleiehheii reiehi nach vorhandenen Beobachtungen ungefähr bis 1000 m
aber dem Boden binaut. Durch sie wird Ober der von der Sonne beschienenen Hfllfte der

Erdobcffl;U;he ringsum den funkt, über welchem die Sonne senkre.ht steht, eine Ausdehnung
der Luft bewirkt, welche Ausdehnung über der Mitte am gröliten, gegen den Rand zu ge-
ringer isL

Dadurch entsteht über der beschiencneti Frdh.'llfte eine Art warmen Luftkciiels, welcher
auch die darüber bclmdliche nicht merklich starker erwärmte Luft in die Höhe hebt und
sonach eine Eriiöbnng des gesamten Luftltreises Aber der beschienenen ErdliaiAe hervomift.

Die La^ie dieses warmen Luftkegcls bleibt aber nicht unverändert. Sie wandert in-
folge der Erddrchung am Äquator mit ca. 4()5 m/sec, nördlich und sadUch davon mit allmfthlich
geringerer GeschwindiglEeit too Ost nacb WesL

Wenn nun «ttdl die K^dtoft Bd1>st wegen des Widerstands der westlich angrenzenden
Luft diese Hewcgung nur zum gerintren Teil mitmnrht, so hebt sie doch, einer Welle gleich,
mit ihier flach gegen West abfallenden Überflttchc die daselbst vorgelagerten Luftteile in die
Habe, waiirend die auf der Ostseite des Kegels gelagerte Luft niedersinkt.

Dadurch entsteht westlich von der wandernden Kegelform, also dort, wo die Vor-
mittagssonne scheint, eine Erhöhung, gegenüber auf der Seite der Nachmittagssonne eine
Verminderung des Luftdrucks, wie sie tatsächlich auf der ganzen Erdoberfläche als Tages*
yrhwnnkung des Luftdrucks benbai htet wird und beispielswdsezn Wien nadl meinen Messungen
luigefahr iJ2 m/ro Quecksilber diu-chschnittlich betrügt

Etwas westwärts bewegen dch bei diesem Vorgang die Luft des wannen Kegels und
die darüber )AeIay;erte Luft immerhin. Diese Bewegung ist in unserem gemäßigten Erdstrich
der früher beschriebenen allgemeinen Westo«tbewegung der Luft entgegen gerichtet, d. h.
der obere Wind unseres Luftkreises wird, weim wir uns im Iimem des wandernden Kegels
befinden, also ungefähr um die Mittagszeit, verlangsamt.

Befinden wir uns, wie es im Winter der Fall, nahe am Rande des Kegels, so werden
die erwähnte Tagesschwankung des Luftdrucks und die mittägige Abschw^ächung des oberen
Windes geril^{er, urngdcdirt im Sommer grafier sein als im DurdisduiitL

■') Vcigt Hun, Meteorokfie 1901 v. A.

1.94 m/sec.

Örtliches WlndniRimnn, ontmr md oberer WmiA,

133

TatsAdklidi ändert sidi die TagesschwankanR des Luftdracks zn Wien nadi meiner

Benbnrhtung zwischen dncm winterlii hen Minimum von i a. f\s und einem sommerlichen
Maximum von ta, 1.6 m, m Quecksilber, unU wenn mon nach dem froheren cUe verhältnis-
mäßige Stflrlce des oberen Windes zu Mittag p und daraacli dessen mitUlKige AlMdiwacbung
l— ß für Wim 7(1 bis 'lOO m hoch und die cinzänen Monate eines Jahres nach dem Durchschnitt
von 1900—1900 b«r«dinet, so zeigt sich:

! Verhllliii>raißigc

Starke dc5 obrrfn

Monate

Winde» XU MMl^y

a88

ai2

vtisllelnai« JihmisMnm

SS MO

0A7

0.13

0.96

0.04

0.83

0.tf

Mai

0.8S

0.15

Juni

0.89

O.II

Juli .

0.80

0.20

vci|I1cWhi Jililiiii*»tllliMl
* Ml

0.81

0.19

September ....

0.82

0.18

a88

0.12

0.83

0.17

0.S9

Ol 1

Jahr ....

0.36

0.14

aus welchen Zahlen sich im Einklang mit der obigen Erklärung ebenfalls ein winterUdtes
Minimum und ein sommerliches Maximum der mittagigen AbschwAchimg des oberen Windes
ergibt.

DUiien wir hiernach die aus den Messungen gewonnene Erkenntnis der Windverhält-
nisse unseres Lufftreises als mit den allgemeinen Verhältnissen Qbereinsiimmend eraditen, weldie

Folgerungen können wir d;iraus ziehen?

Die Segel unserer Schiffe, die Windrader unserer Molden werden wir in den unteren
Wbid, nachdem dieser nacb «beo zn almimmt, zwednnftfiigerweise nur bis zu beschrftnltter
Höhe hinaufreichen lassen.

Die von den Erbauern des Pariser Eiffelturms gemachten Annalune*), daß der Winddruck
von Bodennahe an aufwärts gleichmäßig zunehme, werden wir im HinbUck auf die bis zu einer
gewissen H^he beobachtete Abnahme der Windstarke als über das Notwend^e hinausgehend
bezeichnen, dabei jedoch nicht Obersehen, daß, weniijstens in der Nahe tier vortîenommenen
Mes&tmgen, die Stürke des oberen Windes mit der geographischen Breite des Ortes zunehimen
dürfte.

Wenn uns I.iÜenthal Rrehm' herirhtcn, daß «ein Sturmvogel meilenweit dem dampfen-
den Schiffe vorauseilen oder hinter demselben zurückbleiben kann, so erscheint uns dies
bei dem Vorhandensein einer fast ruhigen LuftscAichte Ober dem Sturm Itelne anffollende
H^istting mehr.

*) a. Kfichlni in Scbweber Bnueitung Jani 1889,

*| Lilicnthal. Der Vogelflui; usw. 1889.

Beiirls* nr Plijrnk dtr fnmm AuMapUn, IL 19

Digitized by Google

134

Priedricb Ritter. Örtliche« Wiedmlniiinitii, onteter und oiMrer Wind.

Wenn dn steigen getasseocr Dmdie, wie es vorkommt, nach Erreichung einer gewissen

Hnhe NVipctmc: zum Fallen zcl^t, so finden wir <Ues dnrcb das in geringer Entfeniuflg vom
Boden vorhandene Windminimum erklart.

Die Phiirt eines LoftschiffiB, wddie nidit nftdi der wechselndkNi Riditang de« Windes,
sondern einem gesteckten Ziele zu Rehen soll, werden wir am besten in einer Luftsehichte ge-
ringen Windes, also in der Höhe des Windminimocos oder der zunächst daraber liegenden
acbwadi bewegten Schichten des oberen Windes unteraebmen- Die Fahrt des Zeppdinschen
Luftschiffes am 9. und 10. Oktober Wx'i') hat in solcher Höhe stattgefunden.

Aber auch Abfahrt und Landung eines Luftschiffes wOrde, um den Störungen durch
Wind zu entgehen, zwet^mUüg ungeMbr in toHAhe desWindniniDmattTorgenmnnMn. Wie
und in wie weit solches etwa erreicht werden kOmte, ware besonders zu nntersudwn.

•) in. Aecon. lGttdlMiig«B Hov. i«e&

Digitized by Google

Untersuchung des veränderlichen Charakters der Wasserdampflinien
im Sonnenspektrum mit besonderer Berücksichtigung der meteoro-
logischen Verhäknisse der Atmosphäre.

Von

THEODOR ARENDT.

Iflt swölf Figuren im Text

Die meisten Aufschlüsse über die meteoi ologischen und physikalischen Verhältnisse der
höheren Luftschichten verdanken wir der ausgedehnten Verwertung von Ballons und Drachen,
obgleich es nidit an t u äm n Hilfsiiiitteln fdilt, die wohl gceij^et sind bei zwedtentsprechender
Verwendung wichtig Resultate auf diesem Gebiete der Physik der Atmosphäre zu liefern. Man
muß sich hierbei vergegenwärtigen, daü auß<?r den Meteorologen auch Geophysiker im weiteren
Sinne und Astronomen das lebhafteste Interesse an der genauen Kenntnis der atmosphärischen
Zustande in größeren Eriiebongen tlbcr der Erdoberflache besitzen, und eine ganze Reihe von
experimentellen Studien lepen davon beredtes Zeugnis ab. Es muß deshalb überraschen, daß
bisher nicht in größerem Umfange bereits versucht worden ist, die physikalischen und astro-
nomisdien Instmmente audi fOr rein meteorologische Zwecke nutzbar su maclten. Der Ufengel
an denirtigen Untersuchuniren, die mit verhältnismaßie geringen Unkosten verbunden sind, ist
um so mehr zu bedauern, als die Zahl der aeronautischen Observatorien mit ihren komplizierten
maschinellen Sinriditnngen und bei dem Erfordernis eines g r Bfl eren Personals naturfemSfi doch
immer nur klein bleiben wird, und wir somit fortlaufend einen Einblick in die Zust!inde der
höheren Luftschichten nur von entfernt von einander gelegenen Orten besitzen würden. Das
BedOrfiais nach einer Venfichtang eines soldien Stationsnetzes macht sich aber ger«de jetst
besonders eindringlich bemerkbar, wo das Interesse an diesen Aufgaben nicht nur in rein wissen-
schaftlicher Hinsicht ein ganz her^'orragendes ist, sondern auch verschiedene Fragen aus dem
Gebiete der praktischen Meteorol(^e in den Vordergrund gedrängt worden sind, zu deren
Beantwortimg eine genauere Kenntnis der meteorologischen VerblÜtmase bis zu grOüeren Höhen
hinauf von möglichst vielen Pimkten der Erdoberfläche von Tag zu Tag sehr erwünscht ist.

Wahrend meiner Tätigkeit am Meteorologischen Observatorium zu Potsdam habe ich
seiner Zeit zwei Meflrerfahren näher studiert, von denen das eine dazu dienen sollte, von der
Erdoberfläche aus auf optischem Wc^e den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre') zahlenmäßig
zu bestimmen, während die mit dem Wellmannschen Doppelbildmikrometer in Verbindung mit

<) Tk. Arendt, D!e Verwendtin<; des Spektroskops xum Stndioa dtt Atmoaplllre. Zcttachf; f. LwftwAiftlirt

u. Physik der Atmosphäre lÄgi, S. a<>i — joj.
— , Einige Ergebnisse spjcktroslcdpischcr lîcohachtunj^cn Kfjcnda iSq?, S. .îi.i- I.),)

— , Die Schwankungen im Wii^!>crduin]>rgchaltc der Atmosphäre auf Grund spektroskopisclier Untetsucbungen.

Annalen der Physik und Chemie. Neue Folge, fid. sS. 1896. S, 171 — 304.
—, Di« Beatimtmuig dca Waueidampfgeliattes der AtmoaphiK anf Grand spektroakopiacher Meaaongaa.

ümMVO^ jElidir. 1894« S> 39^

Digitized by Google

136

Theodor Areailt«

einem Theodoliten ;»agcstcllten Messungen dehSonnendurchmesscrs'j in der Nahe desHorkontcs»
vornehmlich Anhaltspunkte zur Ermittelung von UnregebnAlSgk^n in der TemperatnrverteUung

im Lufimc-er boten.

Indem ich hoffe bei späterer Gelegenheit auf das zuletzt genannte V'urfahren eingehender
zurOckzukonmien, mochte ich midi im nachstellenden darauf bescbrSnken, die Bestimmung des

\\'asserdampfes vermittelst des Speklnmiclcrs zu urru'tern und die Hedcutunc snli.-her Studien
für die meteorologische Wissenschaft kurz zu beleuchten. Leider waren die äußeren Verhalt-
nisse dem Unternehmen Insofeni nicht gOnstig, als idi infolge meiner Versetzung van Potsdam
nach Berlin damals nicht imstande war, den ph.vsikalischcn und rtin insirumLntellen Teil der
Untersuchung zu Ende zu führen; unter diesen Umstanden war es tnirnicht mögUch gewesen,
die Reduktion^rOlSen mit hinrdcbender Genanigkeit festzustellen, deren man bei der Bear-
beitung des Beobachtungsmaterials zu meteoroloßischen Folgerungen bedarf. In der Hoffnung,
diesen Teil der Arbeit spater noiii nachholen zu k«nncn, hat sirh dio Tlekiinntgabe der
meteorologischen Ergebnisse der Unicrsuchung mehr und mehr verzögei l, auf welche ich nun-
mehr, nachdem idi ha voschiedener Hinsicht besdirOnkende Annahmen eingeführt habe, die

AufmerksHTTikeit hinlenken mOehte.

Das Licht, welches die Erde von der Sonne empfängt, erleidet bekanntlich auf dem
Wege durch die Luft mann^ifeche und namhafte Veränderungen. Dieselben betreffen nicht
allein die Mcni^e der zupcsnndtcn Strahlen, von denen ein jrrftßcrcr Prozentsatz die Erdober
fläche überhaupt nicht erreicht; auch die Zusammensetzung des Lichtes erfahrt wesentliche
Modifikationen, inten die Strahlen Ton ungleicher Wellenlange in verschiedener Weise von der
Atmosphäre beeinflußt werden. Von den Bestandteilen derselben kommen hierbei nur diejenigen
merklich in Betracht, welche in größerer Menge vorhanden sud, wie Sauerstoff, Stickstoff,
Kohlensäure, Ozon und Wasserdampf. Die drei ersteren sind fiast tlberal!, sowdt bis jetzt eine
FrQfung angängig war, in bestimmtem prozentischen Verhältnis nnzutrelTcn, der Ozon dürfte
vorwiegend in den höchsten Luftschichten \'orhanden sein, wahrend der Wasserdampf in den
unteren Regionen des Luftmccrcs eine hervon iigcndc Rolle spielt.

Zerlegt mmi nun ein von der Sonne Us zum Grunde des Lnftmeeres gelangendes
Lichtbündel mittels der bekannten Hilfsmittel, welche die Optik g-ewflhrt, in ein Spektrum, so
gewinnt man bei diesem Versuche kein eigenthches Sonnenspektrum ; dasselbe wird vielmehr
audi die Absorptionslinien aofweisett, welche beim Durchgange des Lidites durch die Atmo-
sphäre infolge dei selektiven Absni jition der Lufthülle der Erde her\'orgegangen sind.

I>a die Absorptionsfähigkeit eines Gases wesentlich von der vorhandenen Menge ab-
hangt, so muO auch die Weglange, welche ebi von der Sonne Icommender Lichtstrahl bei
wechselnder Steliui^ dieses Gestirns in der Luft zurückzulegen hat, ehe er denselben Punkt
der Erdoberfläche erreicht, von großem Einflttfi auf das Endergebnis sein. Dem entsprechend
wird auch das Bild des Spektnnns je nach dem Sonneostande hinsichtlidi der Menge und der
Intensität der atmosphärischen Linien ein wechselndes Aussehen bieten. Zur kurzen Charak-
terisiet ung dieser VcrlUlllni^^e ^ebe ich eine Bemerkung Müllers wieder, der eingehende
Studien hierüber mit völlig gleichartigen Instnimenten auf dem Santis und in Potsdam angestellt
liat: «Das Aussehen des Spektrums untersdiied sidi (auf dem Sftntis) schon auf den ersten
Blick von dem in der Fbene Ht i hohem Sonnenstande hatte ich den Eindruck, als ob die
Linien durch^r;ini;ii; \ id /ai ttr und weniger verwuaehen wären als in der Ebene, und erst bei

'I Th. Aicndt. V crvkcHiiuag Jcs Wcllmannschcn Doppclblltlmikrotnctcrs zu meteorologischen
Zwecken. Mctcorol, /tschr ie>os, S. 185—187.

') G. Müller, rhotometiische und apektroskopisch« ikobactatnngcn, angestellt auf dem Gipfel des
Stadl. Publikationen des ntroplijpilkatisclwa Obaemtoriama an Potadam. VHI. Bd. «913. 5.

Digitized by Google

Untennchuiig des verlndcrlkhen ChsrakMn det WaMenlatnpninleii im Soniieiupektruiii. 137

verhältnümMig tiefem Soimenstande nahm diu intcnsiiat und Breite der atmo^phiirischcn Linien
merkOch ai, ohne jedoch jemals denjenigen Grad der Stftrke zu erreichen, den man bet aiudidier
Stellunp in dor Rhene beobaohtt-t. Im trroGen und ganzen laßt sich das Urteil etwa dahin
zusammenfassen, daß der Ânbliclc des Soonenüpektrums auf dem SOnlis (2500 m über dem
Meeresspiegel) demjenl^sen in der Ebene an außerordentlich kalten und trockenen Wintertagen
gleicbt, nur daß die Linien vielleicht noch fin wçm^ /.artt i und scharfer erscheinen.»

«bemerkenswert durfte vielleicht noch sein, dai^ die Unterschiede im Aussiehen des
Spdctnuns auf dem Berge und in der Ebene am atftriisten henrorzatreten sdieinen an denjenigen
Stellen des Spektrums, wo die Einwirlcung des Wasserdampfes der Atmosphäre am größten
ist. wahrend diejenigen Liniengruppeo» welche von anderen Elementen herrühren, ein nahezu
unverändertes Aussehen bewaliren, sowohl was die Zalil dar Linien als die Intensität der-
selben anbetrifft.*

Bei der großen Jcutung, welche der Wasserdampf in der Atmosphäre infolge seiner
Abhängigkeit von Druck und Temperatur bei allen meteorologiscben BewegungsvorgOngen
apiétt, war die Untersuchung in erster Linie auf die Pestate&ung der Andemagen derjenigen
Speklrallinicn gerichtet, dcrrn Entstehuncr nuf cHc Absorption des Lichtes durrh Wasserdrimpf
zurückgeführt wird. Die Zahl dieser Linien im sichtbaren Teile des Spektrums ist ziemlich
groE und namentlich zddmet sich liier der weniger ttrecbbare Teil desselben durdi das häufige
Auftreten solcher Linien aus. Einiu .- dit htc re C.nippen findet man besonders bei a, D, C und a vor.

Wiewohl die Untersuchung seiner Zeit auf die Linien bei D imd C ausgedehnt wiu'dc,
sollen im Nachstehenden doch nur die bei D gewonnenen Angaben berftdcsichtigt werden.
Aui h siinst werde ich mich in physikalischer Hinsicht hier möglichst kurz fassen, nachdem be-
reits in der Mitteilung in den «Annalen der Physik» alle darauf bezüglichen Einzelheiten aus-
führlicher behandelt worden sind. Die Studie wurde am astrophysikalischen Observatorium
zu Potsdam ausgeführt. In bezug auf die benutzten Instrumente kann ich mich auf \\ cniue
Angaben beschranken, da (He l'iniirhtunjren nicht erheblich von den sonst gebrauclilichen ab-
wichen; auch die Justierung derselben, die Einsteilung des zu beobachtenden Spektrums und
die AttsfUbrung der Messungen gesdiah unter Beachtung aller Vorsichtsmaflregeln, wie sie bei
derartigen Reobnchtungen in der Phj'sik Rebrruichlich sind. Die Brennweite de^ Peobnchtunfrs-
wie Kollimatori emruhres am Uauptinstrument betrug 1 m; die Spaltöffnung des KolUmator-
femrolirs, deren Einstdliuig mittels Mikrometersdunube gesdiab, wurde wahrend der Zeit der

Messunfîcn unvcrflndert hcibclialtL-n. D.i die baulichen Finriclituni'en des Obser\'atoriums es
indessen nicht gestatteten, die Sonne vom Aufstellungsorte dieses Spcktromcters aus während
des ganzen Tages zu verfolgen, wurden gelegenUidi noch mit einem anderen Spektralapparate
Beobachtungen angestellt, welcher in einem Hauschen auf dem Dache des Observatoriums
tmtergebracht war. Dieses Instnunent bestand aus zwei Femrohren von 37 mm Objektivöffnung
und 400 mm Brennweite, welche auf einem starken Holzgestell unveränderlich befestigt waren.
Zur Erzeugung desSpektnimsdienteausschließlich ein Metallgitter, weU-hes auf der R o w 1 a n dschen
Tcilmaschine her^jesti-11t war; es wurde stets dieselbe Seite von dem direkt reflektierten Spalt-
biide zur Beobachtung benutzt; die Enitemung je zweier Striche beträgt 0.0017596 mm. Wahrend
der ganzen Dauer der Untersuchung kam nur das Spektrum dritter Ordnung, weldu» bei weitem
d.'is lichtstärkste und schärfste war. zur X'^envcndunç:. Die Beobachtungen freschahen hei un-
veränderter Lage der Fernrohre zu ein:inder; am großen Spektrometer bildeten dieselben einen
Winket von 70*, beim kteinen Apparate von 30^.

Auf X'enmlassung von Hrn. G. Müller habe i( h iiun den Versuch gemacht, ein in der
Astronomie bei der Beobachtung der veränderlichen Sterne zur Anwendung gebrachtes Ver-
tahren, das unter dem Namen der Stuf enschatzungsmethode bekannt ist, auf die TCMrliegenden

138

Theodor Arendt,

VerhSttaisse zu abertragen. Das Charaktertstisdie dieser Methode bestellt darin, daS oldit

Intensitatsverhaltnisse sondern Intensitfttsunterschicde zur Beurteilung gelungen. In
abnlicber Weise wie in der Astronomie definiere ich die Bedeutung einer «Stufe* folgcnder-
rnafien: Wenn ron zwei nidit sllztiweit v<m einander entfernten SpelttralUniea bei wiederholt
abwechselnder Heiruchlung die eine ebenso häufig wie die andere als die intensivere erscheint,
so schlieik ich: «es findet vollkonuuene Gleichheit zwischen beiden statt, es ist kein Stufen-
uDterediied vorhanden». Wird aber «Se eine Linie bei wiederholter Betraditung häufiger als
die andere fflr die stärkere erklärt, so nenne ich den Intensitätsunterschied «eine» Stufe. Ist
es auf den ersten Blick und bei erneuter Prüfung stets zweifellos ersichtlieh, welche von den
beiden Linien die intensivere ist, so unterscheiden sich die Linien nach meiner Definition tun
«zwei» Stufen. Ein noch deutlicher in die Angen springender Unterschied wird mit cdrd» Stufen
bezeichnet; nur in Aosnabmeätten wird man darin weiter gdien dOifen und «vier» Stufen
schätzen dürfen.

Vergi^enwArtigt man sich das Bild, welches das Spektrum bd verschiedenem Sonnen*

Stande in der Gegend von D darbietet, so unter liegt es keinem Zweifel, daß den Hauptanhalt
bei der Beurteilung der atmosphäriscbeo Linien der Grad ihrer Schwärzung darbietet, welche
in stMrlcerem Maße als ihre Verbreiterung Änderungen unter den verschiedenen meteorologischen
Verhaltnissen erfahrt Bei der Auswahl der Vergleichslinien mußte natürlich iliesem Umstände
Redumng getragen werden, da sonst die Intensitatsbestimmungen erheblich erschwert worden
waren. Vor allem war es wichtig, bei der Sdifltzung nur scharfe Linien zu benatzen.

In ahnlicher Weise wie in der Astronomie ein System von Fundamentalstemen aufge-
stf 11t wird, deren Ifelligkeiten mit großer Genauigkeit ermittelt sind, und an welche die Gesamt-
heil der übrigen Sterne durch Difierenzmessungen angeschlossen wird, sind hier von einer Reihe
unveränderlicher SpektraShiien von mtfgiMehmr StttrlK die Sttifentuitersdiiede genau bestimmt
worden. Die?;e I.inicn bilden gleichsam das Fundament der ganzen Untersuchung: von deren
Sicherheit war die Genauigkeit der ausgeführten Schätzungen der Wasserdampflinien abhängig.
Bei der Auswahl der Vergleichslinien wurde besonders darauf geachtet, daß sich dieselben
möglichst gleichmäßig Ober dtn hier in Frage kommenden Teil de>; Spektrums vertt ilten. Da die
Prüfung der zugnmde gelten Skala von Vergleichslinien wiederholt von Herrn G. Müller
und mb* dorcbgefOhrt wurde, so kamt dieselbe als zuverias«ge Grundlage der flbrigen Messungen
betrachtet werden. In der nachstehenden Chi-rsii ht sind die Linien der Skala aufgeführt; zur
leichteren Unterscheidung sind die einzelnen mit römischen Zittern bezeichnet worden. Um die
genaue Lage im Spektrom zu kennzddmen, sind die Wdleniangcn beigefügt, wie idi dieselben
in der schon erwähnten Abhandlung Müllers, welcher eine Spektrallafel beigegeben ist, vor-
gefunden habe. Eine weitere Koluume lafit die Stufenonterschiede in bezog auf die schwächste
der Linien erkennen.

Rc-zeichnunß
der Linien.

WeUeoUnge.

Stufcnuntcr-

schied in
faetug auf I.

Rczc'ichnunjj
der Ljrucn.

WeUenUdi«.

Sturenuntcr-

sdiied in
hezug auf L

n
m

IT
V
VI

592.249

589963
589.146
591037
595-344
593JOOI

590.286 im

7
II

14
18

X
XI

xn
xin

XIV

591653
590.598

59S-30I
595703
593499
594^

592.812 nfx

19
21

«7

Digitized by Google

Unteimchuiig «te veitndnlicheD Ghsrakt«» d«r WatterdaiiipfUiilai im SonaaitpektmiiL 139

bu Zusammenliatige nüt dieser Skala ist nun eine Reflie von Wasserdampflinien fort-
laufend beobachtet worden; an den meisten Tagen wurden 6 von verschiedener Starke auf
ihre Intensität geprüft; kürzere ßeubachtungsreihen liegen auch nodi von anderen Linien
desselben Ursprungs tot. In der folgenden Tabdle sind diese 6 Linien in abneliniender Stflike
angeordnet und mit Buchstaben bezeichnet worden. Die Bedeutung der einzelnen ZaUenreihen
ht nach der vorstellenden Tabelle ohne weiteres aus den Überschriften zu crltennen.

Bezeichnung Stufenunter-

der Wasser- WdtonttngB. schiede in

dampflmran. besug «uf 1.

a 591 993 9>ö

b 591 9.1

Bezeichnung Stufennnter-

der Wimer. WdfeaÜnc«. achictte in

dampflinicn. taeiug anf f.

d 393 240 fill &5

e S95<Sao 9a

1* OA

EMese Linien wurden regelmäßig wahrend jeder durch jiünstiKe Witterungsverhaltnisse
ermOglichten Rcobachtuiigsicihe durch Sch.'it/unft in die Skala der Vergleichslinien eingefügt,
und zwar ^vurde dabei in der Weise verfahren, dali sowohl die nächst intensivere als die
nadist schwächere Ver]gleich£linie bei der Beurteilung berücksichtigt wurde.

Aus den sr» gewonnenen Ergebnissen laßt sich aber nur dann ein Aufschluß Ober die
Änderungen im Wasserdampi^ebalt« der Atmosphäre innerhalb eines gewissen Zeitratunes
entnehmen, wenn die Beobachtungen bd gleichem Sonnenstände ausgefohit worden sind oder
aber nachtraglieh nnch eine Reduktion auf ilieselbe Weglange des Lichtstrahles im Luftozean
stattgefunden hat. Um die letztere Schwierigkeit zu umgehen, hatte man beispielsweise aUe
Messuf^en zur Zdt des tiefsten Mitcagsstandes der Sonne in Potsdam, bei dem die scheinbare
Zenitdistanz derselben 75.9* betr^. imd die wohl für die Beobachtimgszeit wiihteiid ir, -s
ganzen Jahres bestimmend gewesen ware, anstellen müssen. Dieser Vorteil wäre aber durch
Unsicherheiten in anderer Hinsicht wieder verloren gegangen. Man wäre in diesem Falle
einmal gezwungen gewesen die Skala aus Mangel an geeigneten Vergleichslinien in der bisher
beobachteten Spektralgegend (iber dieselbe hinaus auszudehnen, so diiß sieh die m verjjleichen-
den Linien unter Umstanden in nicht unbeträchtlicher Entfernung von einander befimden
hatten. Außerdem war zu befOrditen, daß die Beobecbttuigen bi der warmen Jaluesaeit bflu^er
durch Wolken beeinträchtigt worden wnren und dadurch die Kontinuität der Reihe gefährdet
würde. Schließlich hätten sich die Bestimmungen des Wasserdampfgelialtes auf untere Luft-
sdiiditen erstreckt, die vom Beobachtungsorte in horizontaler Richtung schon recht entfernt waren.

Im Hinblick auf die bei der viirliegenden Untersuchung notwendig werdenden Reduk-
tionen wurden deshalb von Anfang an, so oft es anging, an jedem Tage zweimal Messungen
der Limenintensltftt bei versddedenem Sonnenstände angestellt Aus diesen Angaben lafit
sich dann leicht ein Korrektionsgtied enüUdni aofem nur der gesetzmäßige Zusammenhang
zwischen Weglange und Stufenwert der Linien bekannt ist Nach Cornu') und Müller*) soll
die Zunahme der Linienintensitat der Vergrößerung des Luftweges direkt proportional sein.
Ziun Zwecke einer näheren PrOiung dieses Gesetzes wurde eine Anzahl von Beobachtungen
bei dem verschiedensten Sonnenstande mit dem schon frühr'- i-r'A'ihnten kleineren Spektral-
apparate aU2jgefüiirt. En ist nicht uiunöglich, daß die Bedeutung dea Stufenwertes bei diesen
Besdmnmogen «ine gHfnge Abweidiung erfiihr, da einmal eine andere Sfwltttffaung bemitat
wurde, andererseits das Spàanm, wenngleich aufierordentlicb scharf und lichtstark, die Linien

<'i Cornu, Sur rait--; icUurii^ues qu'on obücrve dsBs le «poctre tobire w voiiiiHige dM nies D

Joani. de lécole poiytech. 1683. cah. jj. p. 17J— 313.

Digitized by Google

140

Thao4or Arendt,

vietmebr »uainRieiigedranct aufwies; docb wird der Unterscliied bei der Alt der ScbSOiing
kaiim etbebiich gewesen sdn. Bei diesen Mcssui^iea wurden meist zwei und nor gel^ntlich

ShüMMlfit

' ■

-4

/>t.6U«tti<M

-S. —

-1

J-

1 r A

i 'Ol'

5d)

FIR. f.

drei Wasserdampf linicn, U, c, und zeitweilig, auch f. hcrangezojfcn, und zwar verhältnismäßig
Tfchl schwache Lbllen, da sonst bei zunehmender Zcnitdistanz der Sonne die Grenze der
Skala bald ttbersdiritten worden ware. Bei größerem Wasserdampfgehalte der Atmosphäre

Digitized by Google

Untenadmiif des nrtaderfichen QnnkMn der WaMerd«mpliaien im Sonaempektmiiii.

141

wurde der Grenzpunki früher er-
reidit, so daS die BeobacbtuagS'
reihpn schon aus diesem Grunde
eine ungleiche zeitlich Ausdeh-
mmg besitzen. Die meisiten dieser
Restimmungen fanden an heite-
ren Tagen, z. B. nüt fast wolkeo-
tosem Hinunel statt, an denen
man ziemlich gleiche meteorolo-
gische Zustände in grtißerer Ent»
femtmg Tom Beobachtungsorte
noch voraussetzen konnte. Auf
diese Weise konnte zunächst der
Zusammenhang zwischen Linien-
intensitat und Weglange in sol-
chen Fällen, wo die Beziehungen
scheinbar besonders einfach la-
gen, nflher geprOft werden. Doch
bleibt es dringend wünschens-
wert, die Verbaltnisse auch an
Tagen kennen zu lernen, an denen
die meteorologischen Vorgänge
ein recht wechselndes Gepräge
tragen und die Wasserdampfver-
tcHung in der Atmosphäre eine
ungleichmäßigere ist. Leider
konnte dieser Teil der ünter-
suchung infolge meiner Verset-
zung nicht mehr zur Ausführung
gelangen. Dali die Resultate hier-
bei gegenaber den froher gefun-
denen Ab\voichunt;en aufweisen
würden, ließ sich aus der Bear-
beitung der TorHegenden Beob-
achtuntisreihen entnehmen, und
auch theoretiscbe Erwägungen
deuten darauf hin.

Bei der Wiedergabe dieser
Messungen, die zum Teil aus dem
August, September und Okiober
des Jahres 1895 (Fig. 1) zum Tel
aus dem W'inter LS97 i Fig . 2) stam-
men, habe ich von dem gra-
phischen Verfahren Gebrauch ge-
macht, um auf diese Weise ein
übersichtliches Bild von dem Zu-
sammenhang« zwischen linien-

^ IS.

19. ££mm

19. s

Flg. a.

:t >iiT l'hyiik I

taa Amoiphii«. IL

Digitized by Google

142

Theodor Areadti

intensitftt und WcgUinge zu geben. Zn dem Zwecke «runden die vom Ucbtstfald in der Luft

durchlaufenen Wegstrecken als Abszissen und die entsprechenden Stufenwerte iUs Ordinalen
in ein rechtwinkliges Koordinatensystem eingetragen. Vorbindet man dann die Endpunkte der
tetztereQi die hier durch x kenntlich gcnutcht sind, durch k^'< 'i^c Linien, so nilhert sich diese
Verinndangstinie bflufig einer Geraden.

Es ist somit i^estnttet, den Verlauf nadx der Mecliode der kleinsten Quadrate durch
eine Gleichung von der Form:

y-»ax+b

darsustdien, wo y die Lloienintcnsitat, x die Weglange, a die Stufenilnderung bei der Ver-
grODcrung des Weges um die Einheitsschicht und b eine Konstante bezeichnet, deren Gröilc
durch den Anfungswert der Skala bedingt ist. Für die einzelnen Beubachtungsreihen, von
denen nur eine, zu iwsonderen Versncliszwecicen angestellt, in WegCall kam» ergeben sich
folgende Gleichungen:

Btl Vcnrmdmt dar Llnim d und e.

Bei \

dang der Linien d, • md f.

1895 Augast

19p

y =■ 2.0X f 20.4, 6Reobtc1lt

ïtg/j Februar

iCp

y = 2.4X + lo.i, II

Beobscbt.

22 p

y = 6.2x + 19.1, 3

17 a

y = 6.ix+i3.2, 3

Septeinber 4 a

y = 3.6x + I9-S. 4

17 p

y = 4-4X + t3.3, 4

top

y =4.8x + 19.5. 5

18 a

y = 3-5x4- 14.0, 12

!♦

22 p

y==^4.5x+ 17.4, 5

♦»

i8p

y »»3.IX + 15.0, 12

•>

S3P

y—2.9X + 16.1, II

19«

y - a4x + 13.7, II

28 p

y=4.5x-f 19.5, 9

19p

y = 3.7x + iiA 8

29 a

y='3.9x+ 19-4,

,«

y«*4jox4'so.9, 8

Oktober

îp

y-4.4X + 17.5, 9

»»

9a.p y=5 2x-f 15.3, 7

31a

y->l.&x+ II-*» $

Ober die GröOe der Abweichungen zwischen beobncfateter und berechneter Unien-

intensitat in Fflllen, die für eine solche Unterstichung nicht günstig lagen, gibt das nachstehende
Beispiel, welches die Beobachtungen vom 19. Februar 1897 enthält, Aufschluß. Die Be-
deutung der Zidilen in den einzelnen Kolumnen dOrfte durch die Überschriften hinreichend
kenntlich gemacht sein, so daß ich glaubte, von weiteren Frlauterungen Abstand nehmen zu
können. Die zum Teil nii ht unbeträchtlichen Unterschiede in den Werten von b deuten darauf
hin, daü die obige Annahme nicht immer streng zutrat und die meteorologischen V erhaltnisse
nicht immer so dnCach lagen als es doi Anschein hatte. Im allgemeinen ist die Oberein-
stimmung der Werte für h im Aiiinist und September mehr bcfriedit^cnd als in der kalten
Jahreszeit. Es muü vorläufig imentschieden bleiben, ob dies atif die größere UngleichmiUSigkeit
in der Verteilung des Wasserdampfes bi der Atmosphäre mit zunehmender Entfernung von
der Krdobci'flächc zurückzuführen ist, oder ob in horizontaler Richtiuig bei vci-rhiodencin
Azimut der Sonne stärkere Unterschiede im Wasserdampfgebalte der Luft vorbanden waren;
schlieSiidt ist es auch möglich, daA während der Beobachtung Veränderungen in den oberen
Luftströmungen vor sich gingen. Jedenfalls wird man bei der Fortsetzung des experimentellen
Teiles der Untersuchung in erster Linie sein Augenmerk auf das Abhängigkcitsverhultnis der
Linienintensitat von der Weglänge unter den wechselnden meteorologischen Vorgangen zu
richten faabeik

Digitized by Google

Untomiclnnie dw v«tinderKchen Oiaiikwn der WtMentampINiiieB in SonnenipdittaiiL, 143

Auf Grand der vorstdiendeD Betradttm^pea mnflte es aadi Termieden werden, durch

Anbringen größerer Korrektionen alle Beobachtungen für den ganzen, die Untersuchung tun«
fassenden Zeitraum, ▼ooi 27. Juli 1095 bis Ende Marz IS96 auf diesdbe Weglange zu bringen.

1897 Febnnr 19.,

Hütl. PabHL

Ztitt

Scheinbai«

ZenlldlstaDt
d. Sonne

WsgllDge

Beob.-

Be.
rccbo.

i<i-H4-r;

S"" 31.0 a.m

5.24

21.S

24.8

24.1

+ 0.7

30.0

78.6

494

27.5

22.S

23-3

0.0

41.0

78.0

4.70

26.5

21-5

19-5

22.5

22.7

— 0.2

46.0

77-4

4.49

25-S

21.8

32.3

— a4

51.0

-ü.g

4.30

20. S

21.2

21.8

— 0.0

75.8

4.01

24- S

195

17-5

20.5

2I.O

— 0.5

lO.O

74/5

3-7«

24.5

195

17.S

20,5

30.3

-f- 0.3

;0 0

73-5

348

20 0

197

+ 0.3

3S-0

72.0

3.20

23S

18.S

16.5

iy-5

19.1

-f-04

45-0

71.1

3.06

23.5

18.5

19-3

18.7

+ 0Ä

SOjO

«3.7

2.35

15.S

13.5

16.3

I&7

— a4

2'' 51.0 p.m

71.9

3.18

2 1

17.0

17.6

— ad

3 0.0

72.8

i 34

21 S

16.S

«45

»7-5

18.0

-as

10.0

73.8

3-54

«75

15 s

18.3

18.S

— 0.«

20.0

74.9

3-77

235

18.S

.6.5

195

19.1

-f 0.4

30.0

7&I

4.09

20.7

20.0

■i-0.7

7«4

4.W

23.0

32.0

+ I4>

4 0.0

797

S.43

27.5

22.S

20.5

23.4

23.S

— O.I

10,0

81.0

6.13

247

25.4

— 0.7

Dadurch, daß die Messungen vom 27. Juli bis 15^ Oktober und vom 17. bis 31. März auf die
Wpjrlîlniîe von 1.50 Schichten b( Zopten wurden, wobei als Einheit diu L.tnge beim Zcnltstandc
der Sonne angenommen ist, und für die Zeit vom lö. Oktober bis 17. März als Wcglange
3jOO AtmiMplittrensdddHen a^cnmde gelegt wurden, konnte man sidi in der gröfieren Zahl
der Fnlle auf kleine Korrcktionspjlieder besrhrîînken. Die Ermittclune: derselben für die ein-
zelnen Tage war nicht schwierig, da fast immer mindestens zwei Intensitatsschatzungen der
AbsorptiODsUnien bd Terschiedener Sonnenhöhe, meist Morgens und gegen Mittag, angestellt
worden waren Aus Jen entsprechenden Zenitdistanzen de^r Sonne gelangt man unter Zu-
hilfenahme einer Tabelle von Laplace*) zu den von dem spektroskopisch lutersuchtea Licht-
strahl durdilanfènen Weglangen.

') Vgl. M. J. Mau,rcr, Die Extinktion des Fixstcrntichtes in der AtmosptiäTC in ihrer Bcxiehong tur
aBtroooniadien Rcfnkti«n. ZfUteh tSS>.

Digitized by Google

144

Theodor Areadt,

Llnhn-
iBMMitlll

bei i.s
Arno-

spbüren-
tchicbien

McDg« und Dana du

tip

Za([iichtang der

MiltL

imMDIcn

oberrii

Wolken zwischen

wd laa

>"B

iir V

WSW

3.6

VtV •

0. 14

SSW

1.017

2 H
*o J

WSW

1.06

I.I6

WSW

7 4

0,58

SSW

I.I2

— 4-42

0.57

- 2.17

9-8

3X)8

— 1.62

10.0

tX)7

4.»

3.20

0.6$

3.10

1.70

4.»»

0.78

4.13

4.61

8.6

3.36

4-19

WNW

7.2

355

2.73

WNW

6.2

I.II

— 0.27

8.6

387

t.49

SSW

9.6

0.72

0.6g

SSW

5.8

1.70

2.14

9.6

2.8s

9.4

2-57

2.33

6.2

2.15

2.10

3-4

I.SO

1.79

M W

0.79

5-4

2- 00

— 0.46

NNW

2.2

»55

2.56

WNW

S.6

0.79

0X4

3.30

a27

I.16

a5$

WNW

1.6

O.S7

2.88

9-4

0-33

4.26

WSW

4.8

3.04

Û.56

WSW

8x>

4A6

3.15

6.2

2.00

6.28

6.4

3-4>

343

1.2

1.14

7.92

»»95
Juli 26

S8
31

3
4

S
6

9
10
II
12

14
IS
16

19
20
21
3a
a$

«4

28
29
30

25.6

»$.5

»8.3

22.3

248

2t.O
31.3

19*

24.2
257
254

34-5

2t.8

20.6

151
17.9
18.7
19. 1
26.0
25.1
200

36.1

22.4

«7.9
2&1

20.2

27-5
21.2
18.9

0.2(2)' —
i

3.0(4)'o.4(i)

— 'o.î.:i';

0.2(1)

0.2 1 : :
7.8(6)

0.2 (II

0.1(1)

0.2(2)

0.2(2)
0.6(1)

0.1(1)

1.7(2)

2.5(2;

0.1(1)

I-U3)

0.2(1)
0.2(1)

0.5(2)

0.3(2)

5.5(1)

0.1(1)

1.7(5)

3-1(1)

i.O(l)

0.7(1)
i.o(i)

0.8(1)
0.1(1 )
5-1(4)

10.3(4)

O.I(I)

T U p-2

T 2-3» 7-8a, 8-9a

T4P

O 49 30 |i>-JO

To-ip, 3p

» J6 4S « 7 "

Ti-4P. SP. 6-7 P

I 55 «5

R 4-6p

Digitized by Google

UntoiMidMitg des vertiideriiciMn Cbaniklen der Waaaeidunpfliiiieii im StmneiiipeklniiB. 145

Datniii

Liniea-
lalcnsitlit
bei 1.5

«cUchlcB

Mci

IC« und
NMtfi

Dutr

whihhuh

poDcnuo

ZugTichtung der
«bcita ] «Mm«

MittL
B««OI-
kaos

5.7«

'7 4

V<V4

'•55

O.a

t SL

I9-S

3.32

0.57

34-9

—

0,19

2.59

WNW

4-«

34*4

—

— 061

-LOS

X.0

« «* • «w*

WSW

'•"14/

Ic A«fi n. T â 11

3-2

23.0

0.2(2)

0.1(1)

—

0.79

1.09

8.4

23.1

—

— a.10

3.65

—

—061

A43

SSed

I 1 1 1^

• «

T ID

WSW

■ïf ft

O.I(IJ

0.3 (3J

3.70

2.54

\JS3

2.0 (,3;

1.0^31

3.70

5.29

0.2

OSO 30 )e 45 M

—

1.2(2)

1.3(5)

O.I(I)

T I-2P, 2-3P, 3-4P

— 0.36

6.69

9.6

19.8

—

— 3.10

2.72

NNW

9-4

19.8

0.2(2)

—

2.07

1.48

9.0

«7

23.1

—

0.3(3)

3.0(6)

0.24

5.59

WNW

9.4

0.5(4)

0.2 (2)

—

— 0.08

6.50

10.0

21.0

—

3.63

2.75

WNW

—

1.20

<i.33

WNW

15.S

—

— 2.23

4-51

NNW

8.a

—

a 54

0.5 s

i.a

•7.5

—

3.00

— 1.13

1.1

»4

2.38

••70

0.0

14.9

— 1.99

— 0.92

5.8

18.1

0.52

— 4,l8

4.0

»7

18.2

—

— .

-1.35

24^

. —

0.8

23.0

-0.88

— 0.41

0.0

24.5

0.0*

—

1.6

Oktober 1

19.7

0.1(1)

—

047

— 4.39

8.2

33.8

0.I(1)(

1.74

— 2.09

0.6

0.7(3)

2.85

2.67

9.4

2.8(6)

0.1(1)

4-34

2.92

9.8

Iti.7

1.83

2.50

WSW

21.9

24»

— 4.2s

SSW

7.2

24.2

2.66

— 0.85

5.4(5)

0.9(3)

0.2(1)

5.02
4«

1-36

WSW

8jS

2.4(6)

2.0(6)

«•5(3)1
i

10.0

Digitized by Google

146

Theodor Arendt,

Datum

Linien-
Intensitit
bei 1.5
Atmo-
«pMrea-
icUcbten

Mcnie md Du« d«t

Wcdetwhlllf»

tii 1 a { p 1 Up

IT T

Windkom

(

poncntcB
W-E

ZuETiclituni; ilcf
obetcB [ Biit«f«o
W«lkeii swiulicii
6* ind IM

Mitü
Hnrei-
kn{

1896

März

19.9

2.83

3.63

7.1

17.0

—

4-39

m sut

1.00

SSW

0.0

20.8

II. 1 ~

2.00

18.7

0.1(1)

— 0.81

17.7

t.40

— t.tl

17 2

1.78

— 1.66

2-2

19.2

0.1(1)

0.60

0.S3

0.24

2.82

WSW

Î7.9

1.95

— 1.38

2.4

i$.7

0.5(2)

3-916)

Ij09

4.20

4.1(6)

4-5(6)

0.4(2)

0.20

5-18

WNW

vu>

12.6

o.i{i)

— 1.14

5-49

0-2

0.1(1)

0.6(4)

— 0.9S

37 i

QlS

a.7(6)

•1(4)

3.3(3)

2.3(5)

— 5.SS

0.32

lOuO

Datum

Linicn-
Inteoiitkl
b«i J.o
Auno-
«ptitren-
•ehidilcn

Niidendillge

R. T

WindkoBpontiiiei)

S4(

W-E

/ui^icfatung der
ubert'ii I unteren
WoDtcK xwifcbca

1895
Oktober

November

«5
16

»7
18

19
20
21

22
24

»S
26

27
28

30
31

19.7

19.0
24-3

18.3

20.8

18.7
17.1

19.5

15-7
29.4

— |0.I(I) —
0.2(2) , 3. 2 (4) '8.4 (6)
2.3(4) !o.2f2) 0.7(1)

- o.i(i)| -

o.m^
o.idi

'4.7(C) 2.1(4)

— O.I(I)

0.1(1)

2.6(4)

1-7(4)

O.Iii,

0.1(1)

0.7(3)
1.0(3)

0.5(8)

3-8 16)

o.3(2no,i(i)

— 040

— 2.26
002

01,03

3.05

2.Ö9
3-03

3.38

0.20
2.0I

-1.69

2.28
1.5»

3-40

0.89

1.09

*KJ2

t.89

— 0.37

— 3-53

NNE
NE

ESE

Digitized by Google

Uotenachmig des verlnderlidin Chanltt«» der WuaenUnpffiaiea im Somienipaklnim. 147

Datttm

Linicn-
IiKcnailAi

li-„;l i,n

iîcbiclKcn

Mci^« un<t Davcr d«r
NitderKhlgg*

Ha a : p np

H. T

Wiiidlram

w -r.

Zugrichtnnç der
obertn liu'.eren
Wolken 7\«'i>ch«a
6. .Bd Ml

Mini.
BewOl-

Am»

i^U > 1.- 1 III < *\

-•y/

0. 50

WSW

5.0

0.5(21

7-4

.VI

3. 8 (fi)

0.5(3'

6.46

n 7 c
0.75

0.4

o.»( 31; 3.9(6)

5.0

S
D

17.1(6)

7.9151

9.»

4.1(61

0.1 (i;

■ lA
IV

3.1D

7.05

WNW

t r

•Sr-J

? 4

0.7(4)

0.711)

7.«(5)

y.o

32.3

—

e 06

••45

3-y

•*

16.9

—

I 2

»>

' / ' j

—

i 0

\VN\V

WNW

5.0

?o.6
j •

o.3(t)

—

t ^\

0.88

91 n

— •

A te

0.95

J fi

4.D

0-4(3)

—

5.»

I5X}

I iÂ.

SSE

1.0

»4.«

—

3-as

— 3.91

4.0

»4

33.1

—

— MJ

—6.60

lO.O

—

0 8
y.o

—

10.0

27
•#

16lO

—

0.88

8,1

—

10.0

8.7

—

a.92

8.0

***

O.I (I)

i-oi 5)

fi 7

0,6(31

0.1(11

o.J(il

WNW

fi 7

*"*■ 1, j ,'

3.014)

1 VJ.V

3-4 (4)

0-5(3)

0.1(1)

J 9f

4«3*

10.29

i >. 0

3-7(2)

o-3{iJ

0-7I4)

Js 6

•

5.0 '61

0.3(2)

0.2(2)

3.41

WNW

9.0

0.6(4)

1-1(5)

0.1(1)

1-2(4)

10.0

■ 1

1 NW

r9
1«

9.4

0.6(2)

1.6(4)

8.6

lO.O

1.57

— 2,63

7-4

6.0

9-4

ro.i5

2.45

- 1.52

NNW

3 4

2** 2

0.2^2j

0.1 (i>

3->3

— 340

SSW

6.0

+4(«)

ï.7(3)

0^9(4)

lao

Digitized by Google

1«

Yheedor Arendt,

Dattttn

Lmieo-
Intcnùill

bei 30
Aimo-

sphttrcn*
schichten

Menge and

1 a

l>nicr «kr

P 1 "p

R. T

IfNIMBtCD

Zugrichtung (l«r
oberen | unteren
Wolken xariKbsa
6ft Hid tift

Miltl.

Bewöl-
kung

6a-iam

1806

0.3(3)

0.2(2}

—

0-4(3)

lO.O

I .}-3

0.1(1)

0.8(4)

■ —

6.6 1

t4.Q

o.8(

ai(i)

0.1(1)

0.4(41

TO.O

(1 S

J*/

0.2(1 f

1.0(2 1

W.I yi)

I 7^'l^

6.88

7 1^
/.o

8.3S

5-8

0 1 f 1 1

10.0

SSW

9.0

23.8

0. 11 1 )

0.6 r2)

1.38

TT 0 TW

2.0 f6)

0.2(2)

I<M>

117
• J-/

— 4-97

I «31

10 7

~» z«yo

0.4

0 <i(ii

0.0

Febrair s

0.1 f I)

0.1 (1)

— 1. 11

5 11

Ql8

2.0

I.S(>)

10.0

t3.8

O.I(I)

ai(i)

7.22

15.6

0,5(1)

2.8(4)

— 2 Q7

8.8

■ ^

16.7

2-7(6)

—

■6

—

— 0.78

0.8

10 0

„„„

lOlO

3I.I

2.32

Old

0.6

15.2

— _

ESE

2.2

«■58

— 7.15

•J

—

— 7 8<

W.V

v.o

y.o

n ^JC

— V.^

2.5(5)

1.5(1)

It I

0.1(1)

0.1 (I)

—

••4*

A 3
4.«

14.8

1.0(1)

7.2(6)

3.29

WNW

8.2

»•«(4)

0.1(1)

3-19

4.58

9.2

23.0

2.17

5-85

7-4

20. 2

6.85

1.16

10.0

18.2

0.3(1)

5.70

a. 19

SSW

0.1(1)

0.3(2)

3.0(6)

3.91

4-IS

SSW

7J&

17**

S.2(4)|l4(3)

«5(1)

3.5a

9J0S

9-0

Digitized by Google

tiMttniidHuig d» verlnderltclMa Chankt«» der WaaaerduBpfliaien tm SouesapeklnuB. 149

Dkttii

I.inifn-

bei iJO
Atmo-

ichicfatea

McDfe und
NMcn

Dmtr

der

K, T

S-N

W-E

Zu(;ilchtTiog âtt
tîhcrrn uiilcrcn
Wallcen zwischen
Ca akd lam

Mull
BewOl-

Mirz

0.6(3)

A ft

20.0

3.7(6)

0.2(2)

— 1.09

9.8

KNE

9.2

1 1

1 Ï ( i)

2 Ii ;)

*'5 >

SSW

14.6

0.4(1)

0.8(4)

1.64

S.88

8.6

12.6

0.6(2)

—0.39

13.38

»0

»4

10.3

- 1.30

0.58

w>rw

7JS

»5

18.3

O.I(I)

o.to

— 3.60

WNW

0.1(1)

••9{5)

lao

18^

a.41

9.2

In der vorstebendeii Tabelle, deren Einzelheiten zum Teil erst sparer zur Erörterung
gelangen sollen, entbalt die zweite Kolumne die Mittelwerte der Linienintensitaten der früher
mit den Buchstaben a bis f bezeichneten Wasserdampflinien auf die Weglänge von IJO bezw.
3.00 Atmosphärenschii htcn beza«;cn. Zur Ermittelung t^es Jährlichen Ganges fa^isen wir 7Tjnflchst
die mittleren Monalsweric in dtis Auge, denen in der folgenden übersieht in Klammem die
Zahl der Beobacbtungstage beigefügt sind, die infolge der tmgflastigeren BewOlinrngsver-
haitnlssc in der kalten Jahreszeit im Winter wesentlich kleiner ausgefallen ist als im Herbst
und Sommer. Da aber gerade die Tage mit starlter Bewölkung im Winter auch den größeren
Wnsserdampffehalt in der Atmosphäre aufweisen, so ist «1 befOrchten, daO die Miltetwerte
de r r init nintensitaten namcntiicb Uer etwas Unter dem eigentlichen Mbnatsmlttet znrfldc-
geblieben sind.

Mitdere nonatSdie Linieft-bitensItiC (1S9S/96)

AUBO^hlieofchichicn: September Oktober >fovcmbfr Dexember Januar Februar

i.S 31.9(26) 2i.o(29> 17.3(H) i7-909) i6.7(8) ij.9(&)

3.0 aa4> igi) 1S4 i6yO

Mittlerer monatlicher Dunstdruck

^""l i8o«J6 '0-0(26) 03(29) 6.7(14) 5.7(19) 3.9(8) 3.1(8) 3.3(12)

9^12«/ ioj(3i) 93(30; 6.9(31) 58(30) 41(31) 41 (3>; 4.0(29)

9i-i3*,toJUirBiage ras(3i) »0(30) 7.3(31) 54Ü0> 4.« (30 *o(J0 ♦o(a8)

Min
14.8(25)

5-4(25)
5.3 (30
4.6(31)

Um zu prüfen, ob diesen Ergebnissen der spelctroslEopischen Messungen eine allgemeinere
Bedeutung bis ZU einem gewissen Umfange zukonunt, habe ich dieselben in der folgenden
Weise zu den mittleren Dunstdruckwei ten in Beziehung gesetzt, für welche 10 Jahrgänge
vorlagen. Es wurden für jeden .Monat nach den stündlichen Aufzeiduungeo am Potsdamer
Meteondogischen Observatmrlnm von 9 Ms 12 tfhr vormittags drei verschiedene Ifittd gebildet,
von denen sich das erste auf die Tage mit Linienmessungen, das zweite auf die vollen Monate
derselben Jahre bezog, wahrend das dritte 10 Jaiirgänge umfaSte. In der vorstehenden
Obetdcht sind die Werte sNmtUch anf^ieführt Wie zu erwarten war, bldben dte WInterbettflge

Digitized by Google

ISO Theodor Arendt,

Untenaehuac des vvrtnderHdieii OuwalcUn der WaMcrdiunpflinien im Soimetupektram.

151

in der ersten Ztile hinter denen der xweiien, die aidi den normalen meiir nlhert, zitrttcfc; auch

fallt der März heraus, der m hohe Anp;nhpn reipt; dieser war im Jahre 18% auch auffallend
vann. Im Obrigen kaan die Übereinstimmung der Werte dus» eineo Jahrganges mit den aus
10 Jahrgaage» hetTorgegaafenen Aiq^aben eine beMedOgende genannt werden. Ich glaube
deshalb im Hinblick auf die enge Beziehunti, welche zwischen tU m Wasserdampfgehalt der
tinterea Luftschiebten zu der Gesamuncnge des atmosphärischen Wasserdampfes vielfach
besteht, sdtUeSen za dQifen, daft die meisten der in der letzten Tabelle für die Liniennitendtaten
der einzelnen Monate aufgestellten Mittelwerte sich innerhalb kleinerer Grenzen den normalen
Verhaltnissen nähern. Nach dem vorliegenden Beobachtungsmaterial ist anzunehmen, daß das
Julimittel noch etwas größer ausfallen wird als das des August, so daß sich der Unterschied
zwischen dem „feiichtesten " und „trockensten" Monat auf ca. 8 Stufen belauft, während die
Stufendifferenz vom .,ft-ui hK'sten" und „trockensten" Tage die Zahl 23.2 ergab, also etwa
dreimal so groß ausfiei. Schwierigkeiten mancher Art verhinderten bisher die AusfUlming
von Meastmgen, vm die Bedeutung eines nStufenunterschiedes" in absolutem HaB anzugeben.
Gerade für das Potsdamer Ohsen'atorium dürfte die Kenntnis der bekannt gegebenen zahlen-
mäßigen Angaben Uber die Größe der Schwankungen im Wasserdampfgelialte der Atmosphäre
▼oo besonderem Vorteil sein, nachdem de Abdcht bestdi^ aktfauMDetriscbe Messungen fort-
laufend auszuführen, und diese doch nur vergleichbar sind, wenn der absoiMerende Einfluß
des Wasserdampfes hinrdcfaend genau bekannt ist.

Den Teitndetlidien Charakter des Wasserdampfgehaltes der Atmosphäre voo Tag
zu Tag übersiebt rajin leichter, wenn man sich auf graphischem Wege ein Bild auf Cirund
der betreffenden Tabelle entwirft, wie es in den Figuren 3 bis 6 geschehen ist. Um die Be-
ziehungen zu den meteorologischen Elementen der unteren Luftschichten besser überblicken
zu können, sind die Werte für Luftdruck, Temperatur und Dunstdruck von 9 bis 12 Uhr vor-
mittags gleichfalls in den Zeichnungen zur Darstellung gebracht worden. Außerdem wurde
aber eine Kurvte mit aufgenommen, welche die „äquivalente Temperatur" für den Mittags-
temdn von Tag zu Tag wiedeigftjt. Den Anlafl dazu gab folgende Erwägung.

Nach früher pcmachtcn Wahrnehmungen war es naheliegend, daß sich eine größere
Übereinstimmung in den Änderungen des Wasserdampfgelialtes der Luft in den unteren
Schichten und der Gesamtmenge zeigen würde; znnächst mußte es aber überraschen, daß
sich auch im Verlaufe dieser Kurven ein Zusammenhang mit den aus den TempcralurmiUeln
gebildeten ausspricht Dieses Ergebnis veranlaßte mich, ein Moment in die Untersuchung iiinein-
zuziehen, bei dem die Änderungen der Temperatur und des Wasserdampfgchaltes der Luft
in den untersten Sdüchten gleichzeitig zum Ausdruck gelangen. Zu dem Zwecke \\'uiden
nach drei I^chtungen hin Studien angestellt, die srhiicßlich zur Berücksichtigung der „äqui-
valenten" Temperatur führten, nachdem sich gezeigt hatte, daß weder die Vcrwendimg der
relativen Feuchtigkeit noch die Kenntnis der unteren Kondensationsgrenze bei der Annahme
adiabatiseher Zustande zn einer Verticfunp der Aufgabe führten. Bei der Berechnung der
„äquivalenten" Temperatur geltuigten die Mittagsbeobachtungen zur Verwertung; doch ist
nidit «nsgeachloesen, daß andere Beobaditungstermine nodi gthistlgere Bedhigtnigen mit
sidl bringen.

Die große Bedeutung der „äquivalenten" Temperatur bei rein meteorologischen und
idimatologisdien Fragen ist sdion in der Abhandlung des Herrn Knoche') hervoigetretien,
in da- ddi audi die entspiredtende Fonnd dafür TOrCindet. Bezddmet jmn mit b den Luft-

■) W. Knoche, Ober die räumliche und zeitliche Verteilung des Warmegehaltcs der unteren Lutt-
■chicht iBMiCpDiM.; «uSsidcM, Axttäw d.l>»atKh«n Snewirt« 190$. 4* S.

Digitized by Google

154

Theodor Arendt»

■

—L

J—

Fig. 6.

druck (mm), mit f den Wasserdampfg^halt (gr pro cbm) und mit t die Lufttemperatur (CJ, so
«rgibt sich der Wert for die „aqahralente" Temperatur T aus der Gleichung:
- j , f (6 06.5 ^ 0,305 1) (273 -f t) 760

^7». lüOO. 1,293. 273. b *
Bs eisdiien mir um so i?ichti|!fer das Verhalten der „flqniyidenten" Temperatur zar Gesamt-
meruf des Wasserdamp fes der AtmospTiilrc zu belcuclilcn. d. h. zu den \'oi^;inpen in den
höhcrea Luftschichten in Beziehung zu setzen, als die bisher vorliegenden Arbeiten, bei denen
die „äquivalente*' Tempentur BerOcksichtigung gefunden bat, sidi nur anf die unterm Lnft-
schichten erstrecken.

Digitized by Google

UnteiaudittBg dea vertndeHichen Chankten der WasacrdampHinieii ira Sonaempektnm. 15&

Zunâdibl aber möchte ich die Äufmerk^amkcit auf den Ziu>animeabang zwischen dem
WiMcrdflmp^ehalt der Luft in den onteren Schkliten und der Gesamtmenfe in der Atmosphflre

hinlenken, indem ich das einschlägige Material, nnch verschiedenen Gesichtspunkten geordnet,
wiedergebe. Zergliedert man dasselbe, für die wärmere und kältere Jahreszeit getrennt, einer-
seits Midi der Menge des Waseerdamplgdialte« der Luft in der Nahe ûet Erdoberfläche,

andererseits nach Linienintensitaten, wie es die nachstehende Übersicht zeigt, so tritt uns si hon
in der Verteilung: der Maximatwerte fast in jeder Zeile ein p;esctzmflßiper Charakter entgegen.

W&sserdâmpf-
gehalt der Luft

in f^r, p. cbm

1 ^ _ [ ■-.

1 - . [

K 3iO AlMOiplli

Fni,
Aatefl d

V.' : 7 ' r- ^

Wärmere Jahreszeit

e o 6.4

6.5— 7.9

69.2

8.0 — 94

45.8

9 5 109

50.0

ii.o — 12.4

88.9

12.5—13.9

lOOO

Kältere Jahresaselt

JOD

3-5— 4-9

4» -7

5.0— 6.4

41.7

6.5— 7.9

50.0

8.0— 94

SOO

»5—109

lOOjO

Moglicherweise httte sich das ResnltaC noch günstiger gestaltet, wenn total die ZufitU^fkeiten,

welche die hier t^etroffene Anordnung des Materials mit sich brachte, durch entsprechende
Ausgleichungsrechniutgen beseitigt hAtte. Bei der Wiedergabe der Tabelle wiu'de dies unter-
lassen, weil die hier wiedei^gd>eiien Zahlen noch Später andere Verwendung finden sollen.
Aus denselben geht hervor, duQ sich in der wi'lrmeren Jahreszeit die Verteilung des Wasser-
dampfes der Atmosphäre häufiger gleichmäßig gestaltet als dies in den Wintermonaten der
Fall ist, wo sich wahrscheiiilich infolge der in der Hohe herrsdienden wai meren Luftströmungen
anch recht verschiedenartige Verhältnisse hinsichtlich der Wfisserdampfvertcilung ausbilden
können. Aus der recht regelmäßigen Anordnung der Maximalwerte in der Tabelle möchte
ich die Berechtigung herleiten, die zusammengehörigen Werte gewissermaßen als die unter
nonnalen Verhältnissen eittstandcnen zu betrachten und sie zum Ausgangspunkt von Berech-
nungen Ober den Zusammenhang des Wasserdampfgehaltes der unteren Luftschichten mit der
Gesamtmenge machen zu dürfen. Nach der Methode der kleinsten Quadrate ergibt sich, wenn
man mit y die Unienfaitensitflt und mit x dfe WasserdampCmenge hi der NBhe der BnMier-
fläche in gr pro cbm bezeichnet^ für die wsnnere Jahreaaeit bei einer W«giance in der Luft
von IJ50 Schichteinheitea:

7-2i<l9x-4.71, oder y« « y + 4J1 - 2J)»ae, C9

Digitized by Google

156

Theodor Arendt,

and für die kältere Jahreszeit, in der die Linieninteiisitaten auf eine Weglânge von 3.00 äcbicbt-
didieiten bezogen sind:

y - 2.Mx ! S.IO, oder y». = y S.IO 2.01 x.
In der letzten Form gibt sich eine gewisse Ühei cinstinunung mit der Foimel kund,
wètebe in dem Hanosdien') Ldurbucb der Bereduiung der Waaserdampfmenge der Atmo-
spliflre zngnmde gelegt irird. Man fiidet dort:

m = 2.3 X (1— 10 5000 ), oder auch m n x,

wo Ii die MaditîglEeît der Luftschicht bezeichnet und x dieselbe Bedeutung hat wie in den
vorstehenden Gleichiingen. POr Ii — 5 km ergibt sich:

m, =>2XI7x,
während bei der Annahme h •= oo resultiert;

n, — 230 IC.

Darnnrh w-tlrde 0.9 des Betrages, welchen wir für y ermittelt haben, die Menge den
Wasserdampfes in kg für eine Luftsaule von 1 qm Flache angeben.

Die letzte Tabelle gewfllut auch Anhaltsponkte zur Beurteilung der Zuverlfias^eit

der Ergebnisse, die auf rcchnerischem Wctje über den Wasserd.impfgehalt iler Atmosph.lre
gewonnen werden. Selbst wenn man dem Umstände Rechnung tragt, daß von einer 2Cahl von
Tinnen keine spektroskopischen Messungen vorliegen, doen Berlicksichtijsimg das Verhältnis
noch günstiger gestaltet hatte, bleibt docb Immer der begründete Einwand, daß sich der durch
Rechnung erhaltene Wert zu oft als unsicher erweist, als daß es angAngig sein dürfte, auf
die Weise den störenden Einfloß des Wasserdampfes der Luft bei aktinometri<M:hen, photo*
metrischen und in gewissem Untfiuige auch bei luftelektrindien Untersuchungen zahlenmaB^
festzustellen; man wird hierbei stets mr direkten rie>timm!inp vermittels des Spcktrometers
scbi'citcn müssen. Aus dem Vorzeichen und der Grüße der Abweichungen der Werte für die
Lfideninteasititen, wdche sidi aus den beiden von mir aufgeneDien GIdchungen auf Grund
von Beobachtungen nn der Erdoberflache ergeben, kann man von Fall 7u Fall auch Srhlüsse
über die Verteilung des Wusserdampfes im Luftmeere ziehen; bis zu welchem Grade sich
dies noch verschärfen laßt, werden wir weiter unten noch deutlicher sehen.

Die Berechtigung zur Darstellung des Zusammenhanges der Dampfmengen in den
tmteren und oberen Luftschichten diu-ch eine Gleichimg von der linearen Form zdgt sich
auch bei der Bèbandlimg des Beofaaditungsmaterials nach dem folgenden Verfahren. Bezieht
man die Angaben für y und x auf ein rechtwinkliges Koordinatensystem, auf dessen x-Axe
die Linieoiotensitaten, auf dessen y-Axe die Wasserdampfmengen der untersten Luftschicht
in gr pro cbm in gleichen Abstanden abgetrs^en sind, so wird der Schnittpunkt von je zwei,
an entsprechenden Stellen auf der Ordinalen und Abszissenaxe errichteten Senkrechten, die
Beziehung bei Größen zu einander an einem bestimmten Tage anireben. Hei der Ausführung
der Arbeit wurden natürUch diese Linien fortgelassen und nur die Schnittpunkte angedeutet.
Hierbei xeigtß shdi dne derattige gidcbmafige Anordnung der Punkte, dafl man die Verfettung
der Punkte leicht dureh eine Linie mit nur schwachen Krümmungen, die sich sehr einer
Geraden nîlhert, kenitzeichnen konnte. Dies gelang beim Zusammenfassen der Beobachtungen
in den Zeiträumen vom 27. Juli Ms 11. Oktober (Fig. 7), vom 16. Oktober bis Ende Februar
'Fip:. «\ sowie auch dann, wenn alle Reobarhtun^en vom Juli bis März (Fig. gleichzeitig
berücksichtigt «rarden. Für kleinere Zeitabschnitte war das Material zu wenig ausgeghchen
und das Ergebnis weniger der Erwartung entsprediend.

*i Haim, Lehrbeeb der Meteoiologk. Leipzig 1906. S. 171.

Digitized by Google

Untermchaiig de« vertnderHdieii OnnktBn der WMtetdampffinien im Sonnempektram. 157

Es mtig schon hier erwähnt werden, dafi auch

der Versuch unternommen wurde, auf die gleiche Weise
den Zusammenhang zwischen der Linienintensitac und
der Lufttemperatur zu studieren, wobei idi die Tages-
mittel aus 24 standigen Beobachtungen und auch andere
bestimmte Terminablesun^ren der Tliermomcter licran-
zog. Am gûnstig2»ten lagen die Verhältnisse iii dem
in der F^^or 10 gekemizeichiMteD Falle, während die
Vertdiunp der Punkte sonst eine p"5ßcre Ungleich-
mäßigkeit aufwies, die auf keine einfache lieziehung
hinwies. Die FHtfimg wurde deslialb nach anderer
Richtiin^ hin fonj^eseLzt. Zu dem Zwecke sind die
Werte fOr die Linionintcnsiiat nach der Größe in
Gruppen zeriegt und deren Mittelwerte festgestellt
worden. Dies geschah auch bezüglich der den be-
treffenden Tagen zugehörigen Angaben des Feuchtig-
keitsgehaltes and des Tagesmittels der Lufttemperatur
nach 24stlad^en Beobachtungen. In der Tabelle S. 158
findet man außerdem die Mittelwerte der Tempcni
ttU" th an der unteren Kondensatioosgrenze der Wolken,
aber nur für iHe wflnnere Jalwwarit. IMese Tem-
peraturwerte sind nach der Formel des Herrn H e n n i g *)
berechnet word«», die adiabatische Zustünde voraus-
setzt Die FmmiA lavtiet:

th — 1^ tc — 0.28
in der t« die Taupunkts- und t die Ltifttemperatur be-
zeichnet

Um den Gang der Zahlen in den einzelnen

Kolumnen der T;ilielle besser verfolgen zu können,
sind die Werte in der Figur 11 nochmals graphisch
zur Darstellung gebracht; zur leichteren Unterschei-
dung ist den Kurven für die wflrmcre Jahreszeit ein
S, für die kältere ein W beigefügt; außerdem sind
die Kurven für Wasserdampf und Lufttemperatur
durch ein beigefügtes x„, bezw. tm kemitUch gemacht.
Daß die Angaben in den Grensr^verten stärkere Ab
weichungen aufweisen, mag zum Teil daher rührcu,
dafi iBese Gruppen UniemiUensitaten Ton beträcht-
lich er m Grnßenuntcrsrhicden umfassen als die übrigen.
Besonders auffaUig bleibt das Verhalten der beiden
meteorologisdien Elemente bei den Lfadenlntenaitaten
17 bis 'JO etwa, die sieh aber für \ ersehiedenc Jahres-
zeiten auf ungleiche Weglangen beziehen. Man muß

') R. Hcnnij;, Eine <:;nr.irhc Formel, die ungefähre
Hähc der Wolkcnbildung bei adiabatischcn Zost&ndea xu b«-
Heteorolo^Mhe Zeltadur. iB«s< S. 1*5— isoi

Belirll^ tur Phyi'tk ilcr freien AuBaspbAfC. 11,

Digitized by Google

1S6

Thsodor Arendt,

annelimen, daB sida «inter den hierbei KOfttgeo Bedingungen meteoroli^EiscIae Zostlnde heraus-
bilden, die einen von den sonstigcn Vör>r;inKi.n vt-cht abu oirhenden Charakter besitzen. Größeres
Interesse beanspruchen auch die Zahlen der letzten Kolumne, welche die Angaben für tb enthalt

Die Reibe zeicfanct sidi dmtb eine recht

gleichmäßige Verteilung der Werte aus. In
der Figtu' 1 1 wurde die entsprechende Zekh*
nung nicht mit aufgenommen, um die Über-
sichtlichkeit des Vorhandenen nicht zu stören.
Auch für th ließ sieh nach der Methode der
kleinsten Quadrate eine einfache Gleichung
aufstellen, welche dem gesetzmaügen Zu-
sammenhang zur Linienintensität (y) ztun
Ausdruck bringt; die F<H°mel lautet:
y » l^th-f- IIA
Eine erhöhte Bedeutung gewinnt die-
selbe, wenn gleichzeitig spektroskoiHsdie
Messungen tind Besthnmungen der HOlie
der unteren Wolken vom Beobachtungsorte

irUt « 49 to tS M vorlt^en. Diese Kenntnis kann zu einer

Fig. to. Entscheidung darüber führen, ob man es

mit adiabatischen Vorgangen zu tun hatte
oder nicht. Leider ist es mir s. 7.. nicht pelunpcn am Pütidamer Ob<;ervatorium wahrend
des Internationalen Wolkenjahres eine Erweiterung des Beobachtungsprogramms in dem ange-
deuteten Sinne betteiKofOhren. Ich bfai der festen Obefaeugtuig, dafi man auf dem angedeuteten

Alle B«ob. >u-

I-iiii'-n- liil.

T^tmiKcl der

MmnicnKcrißt, bei

Ici 15, liv-w, J.O

TcrhdlBii w d*r

dw Taft

denen die Linien-
IntMU. nriichcB

Aimuaphärcn-
«cUcbtea

a) Beob. vom 27. Juli bis 11. Üktober.

lS-4

7.2

n.7

2.9

16-18.9

•7-9

8.0

IS.8

4.6

19— 2i.y

30.4

9-4

15.8

7.8

22 — 24.9

234

16.8

8.4

25 u. darüber

26.1

12.2

21.3

II.3

b) Beob. vom 12. Oktober bis Ende Februar.

unter 13

ii.i

2.9

— 4.2

IÎ

13—15.9

15.0

3-4

— 24

16—18.9

17.6

4.8

1-9

19—21.9

30jO

4.8

1.8

22—24.9

S3.2

5-2

3-2

25 u. darüber

38.1

8.9

Wege besser als bisher die bei theoretischen ßetrachttuigen Uber die dynamischen Vorgänge
in der Atmosphttre zu machenden meteorologischen Voraussetzungen stureren Icann; auch
für die wissenschaftliche Vertiefung der Wettervorhersage dürften diese Ergebnisse von größtem
Nutzen sein. Durch Kombination der beiden letzten Gleichungen gelangt man zu dem Ausdniclc:

y =• 1.57 u - 0^ t 4- 11^.

Digitized by Google

OotenodHUig det wcladetSdiM Chrnkten d«r WaMfdinplBBleB in Soaanwiidctntm.

199

VenoittclB desselben wurde inu die Lfaüeniiitensint fOr alle Beobochtnngstage festgestellt

und eine Vcrgleichung der aus der Beobachtung und der Berechnung hervorgegangenen Werte
dardigefOhrt; auf diese Weise war es möglich, diejenigen Tage ausfindig zu machen, welche
von der Ketroffenen Voraussetzung adiabatischer Bedingungen wesentlich abwichen. Der
Siechniiiig liege» <fle Beobaditugen yon 12 Uhr mittags zugiuiide^

fiiirtK-9nte>wt<tt « fl 27

Fig. II.

In der Mehrzahl der Falle zeigte sich eine befriedigende Übereinstimmung zwischen
den berechneten und beobachteten Antraben, indem sich hier die Ahweichunpen in positivem
und negativem Siime meist 1 Stufe nur wenig überschritten, oft aber noch darunter blieben.
GrOSere Unterschiede^ die etwa zwischen 23 und 7.7 Stufen der linienkitensittt sich bewegten,
gelangten an 32 Beobachtungszeiten zur Erscheinung mA zwar vertefleA sid» «Seselben fiber
die einzelnen Monate folgendermaßen:

1895 Juli insgesamt 4 Tage 2 mit poc. Abweich. — mit neg. Abweich.

AvgaSt n 36 n 7 n n n 3 n n »

September „ 29 „ 7 „ „ „ 6 „ „ „

Oktober „ 6 „ 1 « « w » i> n »

1896 IAr m '*h ^ tt n n 4mii «i

Digitized by Google

160

Theodor Ar«ndt»

Denmadi UeBen aicb tawriulb dnes Zdtnuiaies von 77 Tai^eo 18 Tage mit grSBeren posi^vcn,
14 mit grIUSercii negatiren Abweichungen feststellen; der mittlere Betra^ç derselben ergab sich in
ersterein Sinne 4.1 Linienintensitatcn, in letzterem 3.4; auch machten sich in den positiven Ab-
weichungen die größten Werte bemerkbar. An zwei aufeinander folgenden Tagen trat nur
einmal in dem gleidieii positiven Sinne ein größerer Unterschied zwischen Berechnung und
Bc obiichninç /utatje, während es dreimal vorkam, daß an zwei, einmal sowar drei auf-
einanderfolgenden Tagen, grüüere negative Abweichungen konstuücrt wurden.

Zur Beurteilung der Wittenmgsverliaitnisse an den Tagen, an weldien ädi der be-
rechnete Wert von dem beobachteten merklich unterschied, machte ich folejcndes anführen.
Im weseoüicben war beim Vorhandensein der positiven Abweichung eine untere Luftströmung
mit ansgesprochener westlicher Komponente vorherrschend ; das Wetter war trabe und regnerisdi.
Vereinigt man die Hc\v"ilkuncssth.'lt/untien um 7 und S Uhr miniîuiis sowie diejenicen um R
und 9 Uhr abends zu Mittelwerten, so ergibt sich in dun Zeitraum vom 27. Juli bis 2. September
<10 Tage) die mittlere Bewölkung für die Morgenstunden zu 4.7, für die Abendstunden zu 6.9,
also eine merkliche Zunahme im Laufe des Tages. Dies trifft indessen nicht melir zu für die
übrigen Tage mit positiver Abweichung, an denen mei.st heiteres Wetter herrschte. Zur Charak-
terisierung der Witterung an den Tagen, für welche die Berechnung der Linicnintcnsitäten zu
kleineren Zahlen als die Bcobachtimg führte, ist zu bemerken, daß der Wind Tomdmlicii
aus südlirhtT Richtung wehte. Im Canso der Bewölkung gab sich ein entgegengesetztes Ver-
halten kund; der .Mittelwert für den Sommer imd Herbst (10 Tage) bei Berücksichtigung der-
selben BeobachtungBtermine betrug für 7* and 8«; 4,6, fOr 8» und 9i>: 23. Aulterdem mOdiie ich

hinzufügen, daß die theoretisrh ermittelte untere Kondens;itionsgrenzc der Wolken im Mittel
aus allen Tagen mit positiver Abweichung um 600 m tiefer lag als bei denen mit negativer
Abweichung.

Das vorlic^Liuk Hcoliat luunpsmaleri.il wurde auch dazu benutzt darzutun, in welchem
Umfange sich eine Übereinstimmung liinsichtUcb des Vorzeichens bei Änderungen der Linien-
mtenrittiea Toa einem Tage «mi anderen und der Wttd aus Temperatur, Peachtigkdt und
Luftdruck bemerkbar macht.

Simi der Xndcrang

NMk 4er AnMttat

PfO«

der LtDicD-
Inteiuillt

d.TruV'-i'iitul
d. mcL Klcm.

Temperatur 1 DunHdndc | Lttftdniek

Tcmpcranr |

Dmudrack | LaMrack

Wärmere Jahreszeit

277

33.8

20.0

16.9

10.8

24.6

»5

30.8

25.1

29.2

24.6

20.2

Kältere Jalireszeit

ÎM

StA

22.9

22.Q

-1-

17.1

28.6

2».6

28,6

17.I

Nach dieser Zusammenstellung, bei der allerdings alle Crößenunterscbiede außer acht
gelassen sind, treten demnach in der wärmeren Jahreszeit gleichsinnige Änderungen in der
Gesamtmenge des Wasaerdamiifes der Atmosphäre und der untersten Luftschicht an etwa */,

Digitized by Google

Unteniicliwic <i«a vorfodnrKclien Cbatakten der Wusaniunpflliiifln tm Soanenipeklraa. 161

der Tige mit spektrosleopisdiien Messongen auf, wëikteaA eine veriiAldiisinaBi; kleine Zahl,

etwa auf die Zeit entfailr. in (k-r einer Zunahme der jjesamten Wasserdampfmenge eine
Abnahme derselben in der Nahe der Erdoberflache entspricht. Diese Tage fallen fast sämt-
lich' auf den Sept«nber, der âdi scdion bei der Torangegangenen ErOrtertmg durch auffallende
Verhältnisse auszeichnete. Betrai htet man die Lufttemperatur im Zusammenhang mit den von
Tag zu Tag auftretenden Änderungen der Linieointensitat, so zeigen sich die stärksten Gcgen-
satxe, wenn man fieHUaf^ceit der tätlichen Unterschiede ndt entgegengesetztem Votzekhen
in das Auge faßt. Bei zonehmender Linienintensitat trat in 17" , der Fälle eine Abnahme der
Lufttemperatur in der unteren Luftschicht ein, und nahezu doppelt so oft kjun es vor, daß bei
abnehmender Wasserdampfmenge der Atmosphäre eine Temperatursteigerung der Luft eintrat.
Die Sp Ute für die Luftdruckänderung weist geringere Unterschiede auf als die für Temperatur
und Feuchtigkeit; der Maximalwert mit 2*'.2 f.'Ult mit dem für die erstere zusammen, wnhrcnd
der um 9J2*l, geringere Minünalwert anzeigt, daß nur in 20% der Bcobacbtungsiagc der Luft-
druck gleldixehlg mit der IJnienintensitttt von einem Tage zum anderen zunalm.

Indem kälteren Teile des Jahres, von dem allerdings etwa nur halb so ^nele Beobachtungen
vorliegen, und fttr den das Endergebnis dementsprechend auch grüücre Unsicherheiten einschließt,
follen iKe Kbximalwerte für alle drei meteorologisdien Elemente auf das gleiche Votzeldien
mit der Wasserdampflinienänderung; d.h. bei zimehmender I.inic nintensität war in 31.4"]', der
Fälle auch der Luftdruck, die Temperatur und die Feuchtigkeit zum anderen Tage bin gestiegen.
Bezüglich der Mdnsten Wette zeigte sidi nur ein Oberemstimmendes Veriialten befan Dunst-
druck und beim Lttftdruck, bei denen sich von Tag zu T:^ eine gteîCbSÎDnîge Änderung kund
gab wie bei der Linienintensitat, nämlieh eine Abnahme. Den entgegengesetzten Charakter
zeigte die Temperatur, die in 17«;, aller Fälle zunahm bei ubachmcnder UnicnintcnsitäL

Die ausgeddmteste Verwendung fOr meteorologische Zwecke hat das Spektroskop
bisher zur Vorhersnprc von Niederschlägen gefunden imd die Bcmühunfrcn, ein irceiernctes Vor-
fahren zur Messung der „Regenbanden" ausfindig zu machen, haben bereits zu zahlreichen
Versuchen Anlaß gegeben. Das vorliegende Potsdamer Beobaditangsmaterial bot Gd^renhdt
der Frng-e n.'lher zu treten, inwiefern die Kenntnis der verflnderhVhen Intensität der beireffenden
Spcktrallinea Folgerungen über das Auftreten von Niederschlägen gestattet. Dabei muß man
im Atige behalten, dafi den früheren, zu diesem Zwecke au^^Ohrten spektroskopischen Be-
obaehtungen bei weitem nicht der Grad von Zuvcrlilssigkeit eigen ist als den von mir angestellten
Messungen, bei welchen mir die vorzüglichsten Hilfsmittel zur Verfügung standen und auch
das Verfahren derlinieaschatztmg eine viel p;i ;<ljere Scharfe besaß. Eine wesentliche Unsicherheit
haftet den Beobachtungen, welche mit einfaeheren Spektro.skopen, die etwa die Trennung der
D-tinien noch gestatten, ausgeführt worden sind, seiinn dadun h an, daß man häufig ein panz
falsches Bild im Sonnenspektrum von der Intensität der Wasserdampflinien gewinnt. Zur
besseren Beurteilung der Verhahnisse erinnere ich daran, dafi die durdi die Absoiptio» des
Wasserdampfes entstandenen Spcktrallinien sich recht unregelmnßig^ zwischen den „Sonncnlinicn"
und zum Teil zwischen anderen Linien atmosphärischen Ursprimgs verteilt vorfinden. So
setzt sich efai „Regenband^ ans Linien Terschiedener Herinraft zusammen und dabd auch ans
solchen, deren Intensit.nt sieh çleiehfalls durch atmosphärische Einflüsse anderer Art ändert.
Bei eintretender Verbreiterung der I-inien tellurischcn Ursprung werden sich bei gewissen
Zustanden solche mit nnverttaidetlicfaen Luden zu einem „Bande"* znsammenscfaliefien, wo-
durch man somit eine ganz unrichtige Vorstelltmg von dem Anwachsen dei \\ asserdampflinien
erhalt. Aus diesen Darlegungen ersieht miui, daß die Messungen der „RegenbiLnden" nur geringe
Anhaltspunkte zur Beurteiltmg der Wasserdampfmenge in der Atmosphäre abgeben können.

In der Tkbdle S. 144 bis 149 Sind in den Kolumnen 2 bis 5 die raederschlagssomnen (nun)

162

Tiieodo« Arendt,

nach den Aufzeichnuiigen eines registrierenden Reg^eiunessers Sprnng-Pucss fttr je 6 aitf

Hnnnderfolpcndc Stunden luiftioführt, so daß man den Zusammcnhansr zwsrhen der wechselnden
Intensität der Wasserdampflinien und der Häufigkeit von Niederschlagen verfolgen kann. Schon
ein flttdit^er BUdc In diese Zablenreihen belehrt uns, daS von Tag zu Tag betrfldbtHdie
Schwankunpen im Wasscrdampftjehalte der Atnuisphnre auftreten können, ohne daß sich am
Beobacbtungsorte eine Ändenmg im Witterungscbarakter hinsichtlich der Niederschlagsver-
hAltnlsse bemerkbar macht Bei einer darauf hinzielenden Prflfui^ meines Materials hielt ich
es für angebracht, eine Trennung zwischen den Beobachtungen aus der wärmeren und kälteren
Jahreszeit durchzufahren. Die ersteren umfassen die Zeit vom 27. Juli bis 15^ Oktober 1895 und
die wannen Tage vom 18w bis 31. lifilrz 1896^ während der übrige Tefl des Oktober und die
nachfolgenden Monate bis Februar 1896 sowie die erste Hälfte des März die kältere Jahreszeit
ausmachen. Das Material wurde nach Linienintensitaten peordnpt, indem die Tage mit solcher
über 23.0, von 18.0 bis 'IA.9 und unter 18.0 einerseits, andererseits diejenigen über 21.9, von 17.0
bis 21.9 und unter 17.0 zusammengefaflt wurden. Die AbgUedenuv der Beobachtangea erfdgte
in 3 Grufspen, obc^dcb die zur Messung der HR^penbandea" in Vorscfalag gebraditen Vcrfidireo

Amihl änt

ZM der Tag* mit IQ«4«ndllctii in pnuanttaclNr

Hlufickcit

6— lap

6— isa

In der warmen Jahreszeit.

über 23.0

i8.o — 22.9

noter 18.0

In der kalten Jahreszeit.

fiber 21.9

17.0— 21.9

unter 17.0

meist eine grttiSere Zabi von Stufen unterscbdden. Die Uebie Abweidumg bi der Abgreonng

der Gruppen, die sieh nus praktischen Gründen empfahl, dürfte die Bchandlunp der Aufgabe
nicht erheblich beeinträchtigen. Hier bandelt es sich ja vor allem darum, ein aUgemeines Urteil
Ober die Braucbbsrkdt spdtlnwhopiacher Messungen fUr praktiscbe meteorolt^isdie Zwedce
zu gewinnen. Es wurde deshalb festgestellt, wie häufig innerhalb bestimmter Zeitr-lume an
einzelnen Tagen, von denen Intensitatsbestimmungen der Wasserdampflioien vorlagen, Nieder-
schläge gefoHen waren und zwar in der Zeit von VBoag bis 6 Uhr abends, von da bis Mitter-
nacht, dann am folgenden Tage von da ab bis 6 Uhr morgens und schließlich noch in den
nächsten 6 Stunden. Die den Summen in Klammem beigefügten Zahlen geben die Stunden
wieder, über welche sich die Niederschläge verteilten. Diese Auszählungen wurden dann dazu
verwendet, die prozentische Häufigkeit dieser Voi^änge zu ermitteln, worüber die vorstehende
Tabelle Auskunft gibt. Sellmt in den Frdlen, in denen die Neis^np zur Niederschlagsbildung
infolge einer in der Luft vorhandenen großen Wasserdampfmenge besonders stark ausgeprägt
liiUte sein sollen, blieben die Betrage liinter der Erwartung zurOclc. ImmerUn aber sind die
zutage tretenden üntersehiede beaehtenswert. Man kann wohl annehmen, daß dieselben unter
Umstanden noch schärfer hervortreten würden, wenn die Zahl der Gruppen vergrößert worden
ware; bei dem yorhandenen» noch vecbflltntsmiflig Idenien BeobaCbtungsraateiial, war dies nldit
angängig. Auf Grund der hier vodi^enden Ergebnisse mOdite idi aber doch glauben« daft

Digitized by Google

OatemiclwnK de« vetind«rliclieii Chankteis der Waneiduqif Bniea ira Sonnenipektnim. 163

man bei Verwendong des Spektroskops neben den Hblidien Methoden znr Wetterrorheisage ffir

den nächsten Tag wohl dif Tn ffcraihl erhöhen könnte; augtnscheinhch würden die Vorteile im
Winter mehr hervortreten als im Sommer. VenDutüeh siad hierbei die Einflösse von wannen,
feuchten LuftstrOoningen in den hohen Schiditen der Atmtephflre von grOBterBedentnng. Um
dies genauer zu erkennen, habe ich in der Tabelle S. 144 bis 149, auch besondere Angaben
Ober die Richtung der verschiedenen Strömungen der Atmosphäre mit aufgenommen. So oft
siclj im Potbdamtr Beobachtungsbuch eine Mitteilung über den Wolkenzug im Cin*usgebiel
oder in den darunter befindUdien Luftregionen wahrend der Vormittagstunden vor&nd, wurde
diese hier notiert. In der letzten Kohimne findet man auch die mittlere Bewölkung für die
Zeit von 6* ---12* aus 2-sitündigen Beobachtungen vor. Zur Kenntnis der Strömungsverhalt-
niase te der Nahe der Erdoberfläche wurden dfe Wlndkomponenten Im Sfame von Ottingens
brrechnct, wobei die sttlndlirJien ^'crte über Windrichrunç und -stflrkc nach den Aufzeichnungen
des Anemographen auf dem Turme des Meteorologischen Observatoriums für den Zeitraum vom
Mittage des Beobachtungstages bis zurOck zum Mittag des Vortages Verwendung fanden. Nach
von Öttingen „ist unter Windkomponente diejenige für eine der vit r Hauptrichtungen gefundene
Windgeschwindigkeit zu verstehen, wie sie stattfinden würde, wenn man die ans dieser Richtung
hl dem bestnnmten Zeitabschnitte fließenden Luftmassen gleichmaßig verteilt aber den ganzen
Zeitraum, für den die Durchschnittsgeschwindigkeit gesucht wird". Die Berechnung erfolgt in
der fulgenden W eise. Bezeichnen N', NE' usw. die Summen der betreffenden stündlichen Wind-
geschwindigkeiten, (mp.s.; b die Zahl der Stunden mit Beobacbtimgen, so wii'd beispiels-
weise der Wert der Nordkomfionentc aus der Gleichung ermittelt;

„ N'+(NF >W')cos45

Sind mdir als 8 Windrichtungen zn berûcksichtîgeti, so gestaltet sich die Formd etwas
lanper, doch läßt sich die weitere Ausge.staltung ohne weiteres übersehen, daß ich hier nicht
naber darauf einzugeben brauche. In der Tabelle findet man die Unterschiede S-N und W-£
vor, wdche nach von Ottingen als Residtanten benannt werden stdlen. Die mittlere Wind*
richtimg habe ich daraus nicht bestimmt, da diesem Resultat hierbei nur eine recht gelinge
praktische Bedeutung zukommt. Aus den Angaben der Resultanten kann man sich jedoch vor-
kommenden Falles Idcht ohne weitere Rechnungen, sofern man sidi mit der Kemitnis bis auf
8 Hauptrichtungen begnügt, eine VorsteUimg von der mittleren Windrichtung bilden.

Diese Windkom|]onenten bilden nun den Ausgangspunkt fttr weitere Betrachtungen,
indem das gesamte Beobaditungsmaterial fai der Waise
in Gruppen zusammengefaßt wurde, daß die Tage mit
einer Strömung in den unteren Luftschichten aus dem-
selben (^uadrunlcn vereinigt wurden. Hier laud daiui
Wieder eine Trennung nadl Unieninteittitaten statt.
Durch diese Maßnahmen gelangte man nach Berech-
nung der Mittelwerte zu der nachstehenden Übersicht,
die in verschiedener Kinsidit bemerkenswerte Begeb-
nisse enthalt. Zur .schnelleren Orientierung über die
Verteilung der Werte über die 4 Quadranten »md über
die Bedeutuf^ der Wiakd, wdche die mittlere StrOmungs-
richtung mit der Nord-Südaxe bilden, ist die kleine Figur
aufgenommen worden, die ohne weiteres verständlich ist.

In der TabeHie S. 164 findet man atidb mittleren An- 9 ^ ^ Fig. la.

gaben für die äquivalente Tempenitnr un die Mittaga-

Digitized by Google

Theodor Arenilt.

Mittl.
I.in.-Int.

Zahl
der
Taue

Millel J. Windkomp.

S-N
mp. X.

W-E

m p. ».

<j; JS bciw. JN

m p. I.

Mitd.

rmiir tî»

25.3

«5

1-73

2.04

50.4

20.4

■4

2.50

2.57

45.8

17.0

2.12

2.77

52X>

Wflimere JahresKit
K+(S-N), +(W.E)

fis

2S.5 1

«•93

-1.89

IS.5 1

1.3 1

— 2.28

23.1

— 1.08

19.8

— 1.88

— 1.6S

1 =

1 -0.74 j

267

4.87

22.3

3.68

18.2

•4

313

«54

2.19

28.7

3-56

20.5

176

15.8

1.90

1.66

18.5

— 1.28

14-9

" 3-90

12.2

—

22.1

— •-43 f

18.7

-079

12^

IK + (S-N), - (W-E)
444 -^^JS j

«OLI

m\ - (S-N)» +{W-E)

2.67 I 68.0 .t JN
2.06 j 47.1
4.58 j «M

IV. - (S-N), — (W-E)
Q.73 44J}-^JN I
1.27 424 I

KMtere Jaltteadt
P. + (S-N). + (W-E)

1.18

3.30

4.44
7.0s

I3.S4-JS
41.9
54-8 „
7Ï.7 «

II* + (S-N), - (W-E)
1.90) 38.1 ^JS

-371 : 64.6 „

-4.00 ; 64.5 „ j
- 3-96 67.3 ..

III''. — (S-N), -f (W-E)

3.29 «8.7 *JN
1.94 26.4 „
7.12 75-0 »

IV*. — (S-N). — (W-E)

6.60 77.8 -*.JN
I.S3 62.7 „

■7.8S goo „

2.68

5.6

49 '

A ï

ÀA 6

3-49

4.8

36.8

2.70

1 444

2.6$

1 »

2.88

5-3

39-8

2.79

7-4

21.0

4^8

6yO

«w

a.t 1

49-*

1 «1

1 ^

S.oi

6.7

27-4

A Qui

6.8

17.7

S-4S

5-9

10.2

7.38

7-4

4.18

7.8

18.8

4.18

7.8

6.8

4-43

2.0

5-3

4.29

2.8

3.5«

8.0

lOll

4.36

5.8

5-3

7.37

7.7

0.0

6.75

ÏOJO

6.3

1.72

«.$

7.8s

OUD

2.8

Digitized by Google

tfittnodninc des verladet liclieK diaraitten der WamrdiniillinieB im

MictI.

Midi.

Mittt.

Mini.

Untere

Mittl.

Mitil,

Mittl.

MM.

Linien-
InMBiitli

Zahl

Mitü.

Wlnd-

Dunst-

Tempe-

Loft-

Zahl

Miiil.

Wiu.l-

Danst-

Tampe-

der

Linien'

geschw.

BcwSl-

dnick

ntm

«<rö-

der

Linien-

e«-

druck

rator

Tage

Intenüitll

mp.1.

iDUng

Tage

Inlen*illt

schw.

kung

O»

9— ISa

8—13«

9—13*

9— M*

•U

mp.«.

9— Ii«

9—1*1

Antixyklone ober C-Etunopa (wärmere Jalireszeit).

aber 23.0

24.5

3.6

2.6

10.5

21.6

20.9

2.8

8.7

19—23

19.9

2.2

8.7

20.0

21.6

3-7

2.3

9-7

unter 19

17-5

3-0

7-3

18.6

Ober 16.71
16.7

Antizyklone über C-Europa (kältere Jahreszeit).

«4.3

24.3

3.0

5-7

4-3

6.9

18.4

3-5

3-9

15-18.S

17.2

6.3

3-8

0.2

14.2

2.8

8.3

3.4

10.3

3.0

8.7

3.2

— 1.8

Antizyklone im SW von Europa (wärmere Jahreszeit).

Uber 20.0

22.1

8.0

9.6

154

20.0

7.0

9.0

17 — 20.0

18.7

7.0

7.6

8.8

164

19-1

7-9

7»

8.3

13.2

6.8

54»

8gO

Anticykfone im SW TOtt Europa (kflkere Jahreszeit).

Ober 20

22.4

7.2

7.9

4-7

W 1 14

17.8

9.4

4.6

lâ— 20

18.3

9-5

6.1

5-3

vor- I

Utter 16

14.2

10.2

3-4

0.8

wieg. 1

18.0
23,4

-0.7

IÔ.9
i6ja

Antizyklone im NE u. E vuu Europa (wärmere Jahreszeit).

Aber 23

24.8

4.9

5.8

11.6

20.5

22.2

4-6

6.1

10.4

20—23

21.9

4.5

9.3

20.0

24.0

4.5

11.0

unter 20

18.3

2.6

3.3

8.9

15-6

20.3

3-3

Antizyklone im NE u. E von Europa (kältere Jfihreszeit).

über 20

23.5

5-9

6.7

5.9

3.7

17.8

6.6

4.5

4.0

15—20

17.0

5.6

2.6

— 1.8

vor-

unter is

12.1

7-a

4jO

-4-3

wieg.

20.7

»7.2

—0.5

Antizyklone im SE u. S von Europa (wärmere Jahreszeit).

fiber 23

26.1

6.4

11.8

22.7

20.0

8.3

7.J

9.6

I7.I

19—23

21.0

7-2

5.3

9.4

2I.O

23.1

5-4

4.9

9-9

23.0

unter 19

I&O

6.7

8.3

lS-3

ao.0

+ß

4.»

lOA

19X

Anti^kkme im SE u. S von Europa (kältere Jalireszdt).

üb«r 23

27.0

6.0

7-1

7-3

10.2

»5

22.2

6.1

5-8

IS-23

18.9

6.3

5-3

5.»

5.4

vor-

5.9 j

uttcr 15

10.6

5.9

9.0

2.3

-64

wieg.

7ä

Antizyklone im NW u. W von Europa (killlcrc Jahreszeit).

igio 1

5.2

6.9 1

3.9

16.9

S-o

7-»

■4*4 1

&4 1

3«8

6«

34 l-a»

B«Mlec imPbiMk der Mes

Digitized by Google

166

Theodor Arendt,

zeft TOT. IXese bringen in viel sdUlcferar Weise, als warn nur Ten^ierttur nid Doitttdnid
getrennt aufgeführt worden wären, gerade die hier m Fr«£e komneaden Rteensdiaften der
untersten Luftschicht zum Ausdruck.

Wie zu erwarten war, ist die niictlcic Windgeschwindigkeit in der w .inneren Jahres-
zeit erlieblich geringer als in den Wintermonaten, und ancb die Schwankungen innerhalb des
ztiletzt genannten Zeitraumes sind als die beträchtlicheren ausgefallen. Bei I und III ist der
Verlauf der Zahlen für die wärmere und kältere Jahreszeit der gleiche ; bei beiden tritt bei
abndiineiider Linienintensitflt die grOBere Wlndgeschwiiid^;lieit auL Es hat den Anschdn,
daß auch den durch Rechnung ermittelten Angaben Ober die mittlere Richtung der Ltift-
strOmuog in den einzelnen Abteilungen eine tatsächliche Bedeutung zukommt; wenigstens
deutet der Gang der Zahlen wie z. B. m I für die wünnere Jahreszeit, sowie bei n und III für
das Jahr darauf hin. Auch in der Bewölkung zeigen sich hinsichtlich der verschiedenen Gruppen
gewisse beachtenswerte Gräßcnuntcrschiede, die z, T. schon in den Einzelfällen zutage getreten
sind. So ist der Gang der Zahlen bd abnehmender LhdenmtensitBt in den Gtvppm Ha lind
IVa gerade der entgegengesetzte ; :indererseits ist Übereinstimmung vorhanden zwisdiea IIa
und IIb, während wieder IVa und IV b recht ungleich ausfallen.

Von besonderem Interesse Lst es jedoch, die Angaben für die Äquivalente Temperatur
mit Bezugnahme auf die zugehörigen Linienintcnsitäten zu betrachten. Man findet da, daß
einer IJiiienintensit.1t von 20.4 bezw. 19.8 Einheiten eine Äquivalente Temperatur von 44% in
Gruppe la und von nur 21.'>0 in lila entspricht. Femer zeigen sich bd IIa und Illa bemerkcns-
wierte Unterschiede hinsichtlich der äquivalenten Temperatur, indem ifiese hier auf 39.<8, dort
auf 44.*0 steiirt, obgleich die Linienintensit.'lten nur um 0.' Einheiten iliffeiieren. Auch kfSnntc
hier zur Vergleichung IVa herangezogen werden, bei der die äquivalente Temperatur von
49.^2 der Linienintensitat 23.7 znkommt Aber auch in der kUteren Jahreszeit feldt es nidit
an auffallenden Werten. Rei Ib und T\'b sind die Linienintensit.'lten 22 3 und 22.1, also fast
gleich groß, und dennoch sind die zugehörigen Aquiv^enten Temperaturen 17.*7 und
Femer venSenen die Bezidiungen in Ib, ülb and IVb besondere Beaditang. 1a Ib gdiOrt
zur Linienintensitat 18.2 die Äquivalente Temperatur 16.V, in Illb sind die cntspredienden
Werte 18.5 und 10."2 und endlich in FVb 18.7 und 11. "6. Innerhalb der einzelnen Gruppen macht
sich eine stärkere Unregelmäßigkeit im Gange dieser Zahlen eigentlich nur in IVa imd lUb
bemerkbar, bei denen schon der Wert tOr die mittlere Richtimg der unteren Luftströmung
eiRcntflmlicho Änderungen aufwies, die darauf hindeuteten, daß hier bei T uftmassen von recht
ungleichem Charakter hinsichtlich der Temperatur tmd des Feuchtigkeitsgehaltes zur Geltung
gelangten. Daft jede Gruppe an und für sich soIdieVersdiiedenheiten mit sidi bradite, ze^
sich darin, daß derselben Linicnintensit.nt Obcnlt eine andere äquivalente Temperatur ent-
spricht, und demgemäß gestaltet sich dann auch der weitere Verlauf der Beziehungen abweichend
von ebiander. Dies lA8t sich besonders Iddit aberblicken, wenn man den Gang der Zahlen
graphisch zur D;trstellunp bringt. Es wäre vielleieht nicht unzweckmüßii; gew esen, zimi ge-
naueren Studium der Ursachen die ailgemeine Wetterlage von Tag zu Tag zu berücksichtigen;
dies unterblieb voittuf^, aber idi habe auf andere Weise versacht, einen Einblick zu gewfainen,
ob si< h in dur Luftdruclrverteilung ein merkbarer Einfluß auf die hier in Frage kommenden
Verhältnisse aufSert. Abweichend von der sonstigen Gepflogenheit, bei derartigen Unter-
suchungen in erster Linie die Lage der Depressionen in das Auge zu fassen, habe ich das vor-
liegende Itfoterial unter anderen Gesichtspunkten, wieder für die wärmere und kältere Jahres-
zeit getrennt, geordnet. Bei der Einteilung desselben war zunächst die räumliche Lage der
Antizyklone ausschlaggebend, doch w^urden Unterabteilungen geschaffen, für welche die vor-
herrsd^ende Windrichtung entsdieidend war, so daß auf diese Welse ein Zusammenhang mit

UiitainiciMinf dei vainderlicliea Gnnktan dor WiHerduBpfliiliaB im Sommnpektiitiiii.

167

dem Luftdracfcmiiimwin angebalmt ist Je nach der Lage des Gebietes liohen Luftdnickes,

ob in C), SW, NE oder E, SE oder S, und NW oder W livßtn sich ô Gruppen aufstellen.
In denselben wurden die aus stOadJichen Beobachtungen, von 9 bis 12 Ubr vormittags, vor-
fief^den Iflittdwerte der Lufttemperatur, des Dimstdnidies und der WindgesdiwmiBclceiC
s(>\\ ie der Mittelwert fitr die Bewölkung, dem die zweistüQdliclien Beobachtungen von 8 bis
12 Uhr vormittags zugrimde lagen, nach Linienintensitäten geordnet, wobei sich unschwer
meist 3 Abteilungen abgretizen ließen. Die hier zusammengestellten Angaben wurden dann
wiederiun zu Mittelwerten Tereinigt; so onwi^gt^ der linke Teil der Tabelle auf S. 165, deren
wichtigste Ein/.elheilen kur?: erörtert werden sollen. It h hebe zunächst die Gegensatze hervor,
welche sich in der wärmeren und kälteren Jahreszeit bezüglich der einzelnen meteoro-
kgiadieii Elemente kund geben. Wahrend sich in dem erst genannten Zeitraum mit der
Verringerung der Linicnintensität auch im allgemeinen eine Abnahme der Windgesrhwindig-
kdt, der Bewölkung, des Dunstdruckes und der Temperatur in der untersten Luftschicht zu
erkennen gibt, zeigt skA in der lEfllteren Zeit des Jahres liei den entspredhenden Linieninten-
sitäten eine Steigerung der Windgeschwindigkeit und meist auch eine Zunahme der Bew-Mkung;
Dtmstdruck und Temperatur nehmen jedoch auch mit der LinienlntensiUlt ab. Stärkere Uu-
regdmafiiglteiten treten wiederum bei den zwisdien 17 und 20 Einheiten befindlichen Imen-
Sitfiten auf. Leider wird die Verglcichbarkeit der Unterabteiltmgen der verschiedenen Gruppen
mit einander dadurch erschwert, daß sich die Werte für die Linienintensitaten an den Grenzen
recht tmgleich gestalten. Es wäre ja nicht unwahrscheinlich, daß bei bestimmter Luftdruck-
Verteilung die Gesamtmenge des Wasserdampfes der Atmosphäre in einer Luftsäule gc^tHsse
Grenzen nur in seltenen Fallen erreicht und vielleicht nie ûhcr.schreitet; das würde sich in-
dessen nur beim Vorhandensein eines viel umfassenderen Beobacbttingsmaterials, als es mir
jetzt zur VerfOgtttig steht, entsdieiden lassen. Zur Veigldchung jetzt eignen steh bescmdnns
die Angaben aus der wrirmcren Jahreszeit hei den Linienintensitaten 20 bezw. 21 für Anti-
zyklonen in C tmd SE imd S. Femer empfiehlt es sich, eine vergleicliende Betrachtung mit
den Angaben, wddie annaherad der LinienintenätAt 18 bei der Lage der AntiqrMone in SW,

in NE oder E und in C entsprechen. Bezüglich der kftiteren Jahreszeit verweise idl aof die
Linienintcnsitat 20 bei Gebieten hohen Luftdruckes in SW und SE oder S.

Der Zusammenhang der Wasserdampfmenge der untersten Luftsdüdit zur Gesamt-
menge in derselben Luftsäule konnte auch hier durch einen einfachen Ausdruck dargestellt
werden. Da das rechnerische Verfahren schon früher gekennzeichnet wurde, kann ich mich
auf die Wiedergabc der Glcichimgcn für jede Gruppe beschränken; y bedeutet wieder die
und X die Wasserdampfmenge der untersten Luftsdndit in gr. p. cbm.

wärmere Jahreszeit. Kältere Jahresteit.

y = 1 1 .90 X — 27.56, a = 85.*2.
y- 3^1 x+ i.as. «=7S.3-

Antizyklone über C-Europa y = 2.20x-r 1.18, a=65.*5.

M in SW V. Europa y — 0.91 x + $.92. a — 43.*$.

„ „NEu. E „ y-- 2.oix ! i 47, u Gs.', j y= 3-87 X -f 0.67, u - 75.5.

» „SEu. S„ y - 4,76 X- 6.13, 0 = 70."!. y— 3.72 x+ 2-83. «=75-0.

„ „ MWa.W „ I y 4-55 z+ i.f6, a-77.0-

Zur achnellerenOrientienmg Ober den Veilauf der Linien, welche durch dieseGlelchungen

bestimmt sind, ohne daß man zur gmphischen Darstellung schreitet, ist der Neigungswinkel
jeder Linie gegen die x-Axc beigefügt worden, so daß man in der L.age ist, sich die Unter-
schiede zu vergegenwärtigen* Diese gestatten einen Sdiluß auf die mitUereD GrOCenverhait-
nisse der in der ganzen Lnftsftnle endialienea Wasserdampfmengen. Damadi ist dieselbe am

*) C a> Zeatnl-Bnnqn, SW SOdwat-SurapK,

Digitized by Google

166

Theodor Areadt,

erfiebllchaten in der w arm e r eo Jalireszelt bd der Lage der Antlz^lone Im SW too Europa,

am geringsten in der kälteren Jahreszeit, wenn wir unter dem Einfluß eines Gebietes hoben
Luftdrucks stehen, wie sich denn Überhaupt zwischen Winter und Sommer charakteristische
Merknule kundgeben. Abgesehen davon, dafl naturgemlfl in der wftimeien Zeit die mittleren
Betrtige des Wuserdampfgehaltes der Luft größer ausfallen als in dem kälteren Teile des
Jahres, scheinen hier nach dem Obigen auch gleichmäßigere Verhältnisse zu bestehen. Dieses
Urteil dürfte aber kaum zutroff(;nd suin. Bei der Aufstellung der Gleichungen für die kältere
Jahreszeit wurde infolge der im Beobachtungsmateiial auftretenden Unregelmaû^keiten bei
Antizyklonen in SW und NE eine \'cr^infachung getroffen, indem im crsteren Falle die beiden
höchsten, im letzteren die beiden kleinsten Zahlen vor der Ausführung der Formelberechnung
zum Mittelwerte atusammengefatt worden, der dann anstatt der zwei Angaben Merbd zugninde
gelegt wurde. Tatslcblidi sind also im Winter grOBere Abweidiungen zuti^ getreten als
im Sommer.

Zahl der
Taft mit
Utümgta

Lin.-Inten«.
W.gl. 1.5
bexw. 3^
Atmosphä-
tcucbicht

MittL
Wind-
gcschw.
m p. ï.

9—1 sa

Mittl.
Bewölkung
8—13*

Mittl.
Dunut-
druck
mm
9—12*

MittL
Tempe»
ntur
C»
9— IS*

Wanne Jahreszeit

1. über C-Europa
IL Im SW von EarOfW
IlL „ NE u. E von Europa
IV. „ SEa.8 „ ..

3I.I

3-4

2.6

9.1

2Q.2

19.9

7.9

14.8

31.9

4-1

4-7

10. 1

18.S

21.1

6.5

5.7

9.&

i£>.7

1. fiber C-Europt

17.3

3-3

3«

0i9

II. Im SW VDH Etiropa

17.8

7.0

4.6

3-4

III. „ NE u. £ voa Europa

17.8

6.6

4-5

4.0

— 0.5

rv. „ SE u. S „ „

22.2

6.1

5.8

5-9

7.0

V. „ NWu. W „ „

l<S;9

S-5

6.7

3-S

—as

Der VoltetMndigfeeit wegen gebe ich nodi vorstdiende Obersicht mit den Mittelwerten

der meteiinilnaisrhen Elemente ohne Berikksichligimg der Intensit.'Usunter<<-hiede der Wa^ser-
dampfUnicn, ohne indessen auf die Einzelheiten derselben naher eiozugehea Von einigem
Nutzen dürfte diese Zusammenstellung aber sein* wenn es sich darum bandelt, die Angaben
der Unterabteilungen der Tabelle auf S. 166 zu den lilittehrerten der ganzen Gruppen in Be-
ziehiuig zu setzen.

Im Anschlnft an die vorhergehenden Tabellen auf Seite 164 und 165 soll nunmehr
unter den darin enthaltenen besduthdcenden Voraussetzungen in eine nlbere Profnng einge-

Digitized by Google

UnMfMdiwig da» TeHadeillclwa Chanlcterâ der WuMrdtmpfSnieB is SonMmiMktniiL

169

treten werden, ob rich iiidit noter dieien Umstanden aas der GrOSe der Linicointcnsitat
Ffaigeize^ UnaiditliGh der größeren oder geringeren Tendenz zur Niedersddagatottdnng er*

dei Windkompoaenten

Wärmere Jahreszeit

Kältere Jshresieit

Mittl.
Unkn-
biMinilt

Zahl der
Tage mit
Miedet-
•ehfatg

Zahl der
Ucobicbt-

Tmmm

Miiü.
Linicn-

Zabi der
Tage mit
Nieder-
tehhi

Ztài 4w
T*fe

25.2

7(6)

26.7

4(3)

20. \

7(4)

22.3

4.11

17 M

18.2

7(5)

IS^

S{l)

IL + (S-M), - (W-E)

2f2^

s
9

sas

15^

10.9

ni. -- (S-N), + (W-E)

23.1

5(3)

18.5

3(3)

19.8

3(.)

14.9

3(3)

14.8

i(-)

12^

IV, — (S-N), — (W-E)

23-7

23.1

18.7

2(1)

13.6

Lage der Antiiykloiie

Wärmere Jahreszeit

KSIterc JahreMcit

Mitü.
Linien-
IntnuiUtt

ZM du
Tage mit
Nicdcr-
•eUag

Zahl der
Reottaeht.-
Tife

Hitü.
Linicn-
Intansitat

Zahl der
Ta^ mit
Nieder-
teidat

Zahl der
Beob«cht..
Tag«

Antisyklone fiber C-£urop«

24-S

24-3

19.9

3(2)

17.2

4(3)

17.5

3(0

10.3

„ i. SW von Europa

22.1

6(5)

lt.7

4(1)

13.2

14.2

„ „ NE u. E von Europa

5(4)

3(0

21J9

18.3

12.1

H „ SE u. S „ „

26.1

4(2)

27.0

4(3)

21.0

5(4)

18.9

16.0

10.6

» »NWu.W „ „

ig.o

14^

geben, so daß man das Spektroskop bei der Wettervorhersage mit Aussiebt auf einigea Erfolg
zur Verwendung bringen kann. Innetiialb der einzelnen Gruppen, die sowohl nach Wind-

Digitized by Google

170

T1ieo4«r Arendt»

komponenten wie oadi spesiellea Wecterlsgen geordfiet TorKeeen, wurde die Zahl der Tage

mit Niederschlag festgestellt. Es wurde ermittelt, wie viele Taf>:e mit Nicdn seliL'lRcn überhnupt
▼orhanden waren, wobei auch Spuren, wie Regentropfen, als Xieders>chlag gerechnet wurden ;
außerdem aber wurden die Tage mit NfedersdiUgen von grOfierer bitenshflt, die im Tagébuch
durch den Index 1 und 2 l<enntlich gemacht waren, ausgezählt. Diese Angaben sind in den
beiden vorstebeadea Übersichten den vorher genannten Werten in KUunmem beigefügt Unge-
aditifc des Teridlltmsmäßig geringen Materials nnd trotz der UnscheriiâteB, wddie den

Uttum

Gmittm

Dtacr d«s
Nicdci-

Linitn-
Intcnsilïl

nir i.$
AunosptL-

Aqnivil-
Tempe-
ratar fQr

la*

C»

i89S Jidi «7 . .

«.vmw

SSW-MME

I» •
a— J«

il ••
7— 8a

« « »»

•»— $a
• 8a

SSW-NNE

■4 •

8— ôa

Avg. 8 . .

a.W

»$—45

•tr. 4 p.

19.2

+ 7-3

» 13 • •

a.SW

49 30

O — ip

0 35—45
• op

24.5

— 1.2

4S'5

„ n

«.SW

■o — »o

» u . .

a.W

a— 4P

« 80 »0

• 3P

n M . •

a.NW

» 14 . .

NW-SE

6-7P

• 6p

M «4 ■ .

SS 4S

4—6 p

o/j Jl 0

• 5 -7V

26.1

-2-3

57«

Sept 7 . .

WSW-ENE

33 15

4— 6p

» 40 45
#4_6p

26.4

— 0.1

SA3

n 7 • .

SW-NE

•S-4S

» II « .

ta
IP

•tr. 1 p

33.3

— o.a

44-g

•t 14 • •

$ o
I — 2p

• o-ip

21.3

+ lO.O

n 14 • .

NNW-SSE

30 JO

a— 3p

1 >o — 30

• 3P

« H • .

NNW-SSE

4S w

3— 4P

I i^-^i5

• 4P

i896Härsa6 . .

a. WSW

i;<9

+ a.7

33-2

Kesultaten bel der Anwendung der hier befolgten Methoden der Gruppenbildung anhaften
mutten, spridiC sich doch fai <Bcsen Zahlen ein bestbnmter Znsanmeahaag in den Vorgängen
aus. Der in den versehiedcnen Gruppen beider Zusammenstellungen im Cange der Zahlen in
gleichem Sinne zutage tretende gesetzmäßige Charakter deutet darauf hin, daß man bei sinn-
gemäßer Vereinigung der bdden Arten der Gruppierung des Sifaterials zu nodi sdiAiferen
Gegensfltwn der Begebnisse geUmgen wird. Es wdrde sicher anch vom Vorteil sda, die

Digitized by Google

DMenttdmnf des votaderilcheii Otmkten der Wl■■e^laB^l^im«B im Sonneaapelanmi.

Änderung der Linienintensitat am Beobachtungsorte beim Vorübergange der Luftdrucknüniina
mif den einzelnen Zag8tr«fien za verfolgen, aber hierzu Mitten sich de viNliandeflen Beob-

achlungcn als nicht ausreichend erwiesen. Aus dem gleichen Grunde mußten auch verschiedene
andere Gruppenbildungen zunächst wieder aufgegeben werden, bis erst ein umfassendes
Material vorliegt.

Nach dem heutigen Stande der Gewitterforschung spielt der Wasserdampf nicht nur in
den untersten Luftschichten, sondern auch die in größerer Erhebung aber der Erdoberflache
befindlichen Mengen beim Zustandekommen der elektrischen Vorgange eine bemerkenswerte
Rolle. In letzterer Hinsicht denke ich vornehmlich an die tlieoretischen Untersuchungen von
Besrold"?, die es sehr wahrscheinlich machen, daß Pifter vor dem Ausbruch des Gewitters eine
Übersättigung der Luft mit Wasserdampf stattfindet. 1st dies der Fall, so würden fortlaufende
spektroskopische Memmsen der Wasser dampfünien an Gewittertagen wichtige AuCsdddaae
liefern können. Meine Rcob.iohtungen hissen sich leider nach dieser Richtung hin nicht ver-
werten, aber in anderer Hinsicht bieten sie beachtenswerte Einzelheiten, die ich an der Hand
der Tabelle S. 170 lau« erörtern mocbte. In derselben sind die Angaben der Kohmmen 2
bis 4 den «Ergebnissen der meteorologischen Beobachlungen in Potsdam« im Jahre 1S'.>5
bezw. IS96 entnommen; in der ftlnften Kolumne findet man die auf 1^ Atmospbarenscbichten
bezogene T..hrfenlntemitat (Mittel der 6 Wasserdampflinien) vor. Die Wette fOr in der vor»
letzten Spalte, deuten die Unterschiede an, welche sich für die Linienintensitftten ergaben, je
nachdem man die Formel 5) oder 6) der Berechnung zugrunde 1^^. Das Vorzekben + be-
deutet, daß der aus 6) hervorg^angene Wert der größere war. Schüeßtlch sind auch die
Betrflge für die äquivalente Temperatur um 12 Uhr Mittags mit aofgeführt worden. Fassen
wir mm die Zahlen der Tabelle trenauer in das Auge, so sind es weniger die an Gewitter-
tagen im Wechsel des Jahres auftretenden, nicht unbeträchtlichen Änderungen in der Linien-
Intensität trad der a<)uivaleiiten Temperatur, weldie das grOflte bteresse beanspnidien, aondem
die Unterschiede in den Werten für A. Man muß sich hierbei vcrgefjenw.Trtißcn, daß diese
Zahlen aus einer Berechnung hervorgegangen sind, der einerseits die Voraussetzung adiaba-
tJsdier Zustande zagrande la^ und anderer s eits von der Annahme attsging, daO die vertOmle
Verteilung des Wasserdampfes in der Atmosphäre den mittleren Verhältnissen entspricht.
Wahrend sich in der Mehrzahl der Falle die Abweichungen innerhalb kleiner Grenzen be-
wegen, sind die vom 8. August nnd 14. September durdi ilire GrOfie bemerkenswert; audt ist
der Sinn der Abweichung in beiden Fallen der gleiche. Dies laßt darauf schließen, daß man
es beide Male mit ahnlichen StOrungsursachcn zu tun hatte. Zur Ermittelung des Urspnuigs
dendben babe ich die Luftdruckverteilung an einzelnen Tagen mit Gewittern genauer beachtet,
wobei sich ergab, daß sowohl am 8. August wie am 14. September die Luftdruckverteilung
eine iEn*oßc Übereinstimmung zei^e, nSmlich eine Depression im N bezw NiNK imd ein (jcbiet
hohen Luftdruckes im SW. Bei den übrigen Gewriitern, welche in der vorstehenden Tabelle
an^geftlhrt sind, war die allgemeine LnftdnK±vette9ung eine andere gewesen. An den beiden
Ta?:en scheint das Hereinbrechen kalter I.uftmassen die Störurc verursacht zu haben. Ich
unterlasse es an dieser Stelle auf den Gegenstand naher einzugehen, da die kurze Mitteilung
Wer nur den Charakter eines Beispiels tragen sollte, welches angeführt wurde, die Bedeutung
speittroskopischer Messungen auch nach dieser Richtung hin darzufun.

Aus dem gleichen Anlasse erinnere ich an eine wichtige Abhandlung Buchaus*), in
der die Uisadiea der ungewOboIidi bolien Lnfttemperatnr in England an den letzten September»

*) Baehaa, The high tempeatare of September 189$, ind the Ben Hewia obaemtories, Joorml of
the Seotlîdi Mttmiinl. Soc 1896. j'k aar. VoLX. p. 1*7—134.

172

Theodor Arendt,

tBgen 1899 diigeheiid geprOft wurden. Buchau kam bierbd za dem Ergebnis, daß iofolflre des

verhältnismäßig geringen Wasscrdampfgehaltcs der höheren Luftschichten die Wirkung der
Sonnenstralitung auf die iintereten Luftsdüchten in besonderem Maße zur Geltung kam. In
Deutsddand war es um diese Zelt auch recht warm, Indem die Maximaltcmperaturen vielfach
24* C. noch überschritten; docfa lagen nach memen spcktroskopischcn Melsungen die Wasser»
danyfverhaltnisse keioe$w<ca ao^ wie es Bnchaii far England festgestelit hatte. Viel bemerkens-

1897

Weg-
Uhige

J ir.ifii-
xillt

1 inicii-
intett-

■lut

Unit T^-
ll;t<.u-

Obeie [ Ustmi
LtlftltiQniUiK aai:

Mittltre
Wind««'
«eltwittdiskcii

lîj p. ^.

a, m. : ]j. m-
»■I« 1 1-4

Ucmeskiuigcii

15. Februar a. m

2j6

„ p. m

1 j.JOI

5.29

N(ai»)

NNW-L

3-1

i6> „ a. m

wechselnd

2.2

It P-in

5 3»

150

S.24

20.5

NWfa)

4/>

17. „ .1. m

9-S

„ p. m

5.24

237

W 4..,

i8a ,^ 9« m

2.2s

2O-0

--5

5.10

2,9

<■ 7*,ootagsfiber.

p. m

3.20

2J.2

■t-04

27.S

ssw-w

2. S

19. „ a. m

2.25

16.5

'9-5

5.24

24.S

•l-j

a tagsüber.

•1 p-m

17.0

4.SÖ

23.0

WSW'SW

4.8

werter ist aber ^ Pertode hdBer Tage Tom 2. bis 7, September dessdben Jahres, in der Uer
uioglekh höhere Temperaturen erreicht wurden; m Potsdam betrug die Maximaltemperatur

am 2. Septbr, 26.*9 C. 5. Septbr. 2ô.'9 C

„ 3. „ 32.8 „ 6. „ 28.8 „

„ 4. „ 34.9 „ 7. „ 28,9 „

Hier würdi- die von 13uc h;iii iii-gehene Erklärung in i^t-wissem Umfunc^c zutreffen, indem der
Waiiscrdampfgchalt der uniorstcn Luttschicht hoch war und nach der Gesamtmenge in der
ganzen Luftsäule zu schließen der ttbrige Betrag verhältnismäßig gering sein mußte.

Trntz der proßen Zahl der Ballonaufstiege in den neunziger Jahren licîït nur eine
einzige Bcobachtungsreihe vor, bei der es möglich war, die spektroskopischen Messungen
zu den hu Ballon ermittelten Feochtigkeitswerten der höheren Luftschichten in Bezidnng zu
setzen. Da die von mir angestellten Beob;u htungen recht bemerkenswerte Aufsi. lilüssc über den
Wasscrdampfi^ehnlt der Atmosphäre aa dem Tag« des Ballonaufstieges und an mehreren vor-
hergehenden l agen gcliefeit hatten, SO möchte idi kurze Zeit bei den Ergebnissen verweilen.
Die Messimgen fielen auf die Zeit vom 15. bis 19. Februar 1H97 imd wurden wiederum am
Kgl. ;istroph}'sikalischcn Observatoriiun zu Pot.sdam ausgeführt, dessen Direktor, Herr Geh.
Ober-Keg. Rat H. C. Vogel (f), mir auch diesmal die Instrumente daselbst in Uebenswürdigster
Weise zur Verfügung stellte. Die für die Linienintensität gewonnenen Werte als Ausdruck
für den Wasscrdampfgehalt der Atmosphäre findet man in der vcjrstehcnden Tabelle vor,
in der auch einige Angaben rein meteorologischer Art Auinalime gefunden hoben. Ich habe
es in der Tabelle vermieden, Korrektionen infolge der ungleichen W^Iftnge des Uditatndiles

Digitized by Google

UBtemdigog d«s wladaiOckoi Ounktan der WinerdupOiiiim în SomicaipéktRan. 173

bel den Tcrsdiiedenen Messungen anzubringen; tun aber damocft dh an den einzelnen Tagen
angestellten spektroskopisclicn Beobachtungen direkt mit einander vergleichen zu können,
^vurden diejenigen, bei welchen die Woglänire nahezu dieselbe gewesen war, in besonderen
Kolumnen zusammengestellt. Auf diei>e Waiae isi es müglidi, die Scbwankiingen im Wasser^
dampfigdialt der Atmosplilre an den genannten Tagen an der Hand der Tabelle lekbt au
verfolgen. Die Figur 6 zdgt, in welcher Weise sich gleichzeitig die Änderungen der meteoro-
logischen Elemente vollzogen, wobei wieder die Mittelwerte aus stündlichen Aufzeichnungen
von 9 bia 12 Ubr vormltuiss Verwendmg fiuidea.

HOM wer flen
■

Dtuutdnick

Abweichung

vom
Hittdwmt

Entfern ouf
de> Ballom

«An

TV*

km*

ttgf, Febr. iS

h m

lo 9'5^

4-*

• 3

17*0

400

»1 0.0

ÇÔ2

»•7

— 37

38.0

108 1

1.9

1180

2-9

43-5

"73

3.2

58.0

1520

3.6

+04

12 00

1590

18.5p

I7«4

3>4

4&0

30S0

3j6

+4Ö

I 8.0

3322

3.0

31.0

2610

2.5

S3J0

2725

» 30

3878

a.$

+ 1*7 ■

110

25.0

JiSl

48.0

3400

2.4

3 I3J0

3700

^fi

34.S

3878

t.8

+ 1S0

4 8.0

1.8

I4jO

4527

1.6

Ich scliliefie hier gleich eine kleine Zosammeostellung an, deren Inhalt erkennen läßt,
dat die vertikale Waffierdampfverteilung in der Atmosphäre am 18. Februar ein abweidiendea

Verhalten aufwies. Aus den wahrend der Ballonfahrt gewonnenen Beobachtungen ergaben
sich die in der dritten Kolumne mitgeteilten Angaben für den Dunstdruck in verschiedenen
Erbebungen über der Erdoberfläche. Daß sich die Orte, Ober welchen die Beobachtungen
gemacht wurden, zum Teil in recht betrflchtUcher Entfernung von emander und insbesondere
von Potsdam l- f id -n, geht aus den Zahlen der letzten Kolumne hervor, die nach gelegent-
lichen Aufzeichnungen des Beobachters diu'ch Rechnung ermittelt wurden; dabei ist zu be-
aditen, daß Potsdam noch etwa23km vom Aufttiegplatze des Ballons entfernt, der Fahrtrichtung

Digitized by Google

174

Theodor Arendt,

fast entgregengesetzt, Begt im tOnblick auf diese groften Unterediiede in den ZaUen dieser ^lalte

halte ich es niehl für anjiinit^i.c'- Jic mctcrunloiiisilicn Er^elinisse der Fahrt ohne weiteres auf
Potsdamer LuftverhAltoisse zu Übertragen. Doch deuteo aocb andere Momente daraaf hin, daß
auch bier dne redit ttogleicbmsflige VerteUung des Wasserdampfes ToiHanden gewesen ist. So
geht aus den Schwankungen der Linienintensitaten vom 15. bis 18. Februar unzweifelhaft hervor,
daß durch Strömungen in den höheren Schichten Luftmassen von ungleicher Temperatur und
verschiedenem Feuchtigkeitsgehalt herangeführt worden sind; ähnliche Schlüsse kann man
aus den Angaben der vorletzten Tabelle aus der Zugrichtnng der oberen Wolken ziehen.
Berûcksichtiçl man ferner die fQr minière \"erh;iîtrtisse riuffrestellten Cleichtmj^en zwisehen
der Linienintensität und den meteorologischen Elementen, und setzt die Ergebnisse der Rech-
nung zu denen der Messungen in Beziebung, so befinden sidi auch diese Resultate ndt den
ohiftcn Folgerungen im FlTiklanEr. In dem vnrlie^cenden Falle interessiert aber nicht nur die
ungleichmäßige Wasserdampfverteilimg in rein physikalischer Hinsicht, die sich bei den spek-
trod[0(Hsdien Bestfnunungen bei verscliiedener Sonnenhöhe empfindlich bemerlcbar madite,

sondern aueh in meteoi'olo^iseher Re/,iehun^ lagen die VerÎKlltnibs.e eigenartig. Um dies deut-
licher vor Augen zu fahren, habe ich folgende kleine Berechnung angestellt, deren Ergebnisse
sich in der letzten Spalte der letzten Tabelle Torfinden. Es wurden die Unterschiede des dordt
Beobachtung im Ballon ermittelten Dimstdrudies von den für mittlere wintcrlidie Verhaltnisse
geltenden Werten bestimmt, die sich aus der In dieser Zeitschrift veröffentlichen Abhandlung
des Herrn J. Schubert') feststellen lielkn, und dann wurde die Größe dieser Abweichungen
in Prozenten dieser mittleren Beträge berechnet. Dies setzt allerdings voraus, daß die Luft
über einem beh'obigen Orte einen den Werten der Kolumne 15 ent^ipreehenden Feuohtigkeits-
charakter aufwies, was noch den vorhergehenden Ausführungen sehr wohl fUr Potsdam zu-
treffen icoante. BezOglidi der aligemeinen WittenmgOTerhBltnlsse, besonders am 18. Februar,
möchte ich noch folgende^, zum Teil nach dem im ,,Rn11onwcrk" fresebenen nerichte anführen.
Zentral-Europà befand sich seit dem 15. Februar unter der Herrschaft eines Gebietes hohen
Luftdrudces, dessen Kern sich vom Westen nadi Osten mehr und mehr verschob. Dieser
T.uftdi u( k Verteilung entsprechend war aurh die Luftbewegung in der Nahe der Et doberflriehe
meist gering, nur Ober den» britischen Inseln und an der slcandinavischcn Ktiste gestaltete sich
die Strömung etwas lebhafter, wohl infblge der Nahe dner Depressitm. Vom 18. Februar
weiß man, daß die mittlere Temperaturabnahme mit der Höhe innerhalb einer ea. 4500 m
mächtigen Luftsäule eine sehr langsame war; der Durchschnittswert erreichte nur 0. 30 pro
100 m. Die Isothermenflache von 0» wurde erst hi einer Höhe von 2270 m angetroffen, also
in einer für diese Jahreszeit auffallend großen Entfernung vom Erdboden. In den untersten
Luftschichten wehte Westwind ; doch erfuhr der Ballon eine /.iemlieh seharfe LinksselnvenWunji
in rund 1000 m Höhe, eine Rechtsschwenkung in 1750 m, und dann drehte derselbe wieder
zurttdc hl 2500 m; fOr höhere Schichten fehlen die Angaben. Die Windgesdiwbidiglceit war
in größeren Erhebunpren von der Erdobeiflfiehe verhältnismäßig groß; in 500 m Höhe betrug
sie 7.0 m p. s. und steigerte sich in 3100 m bis zu 12.2 m p. s. Man sieht, daß diese Anti-
zyklone eine ganze Rdhe von uagewOhnfidien Ersdiehnrngen aufwies.

Von den AufEjaben, die bei Verwendung s]Hktro>kupibelier Mcssimgen entscheidende
Resultate versprachen tmd die auch seiner Zeit bereits in Angriff genommen worden waren,
l)eansprudien nodi zwd ein wdtergdiendes bteresse. Auf dem hier beschrittenen Wege der
Bestimmung der Linienintensität der Wasserdampflinien ist es verhältnismäßig leicht, die .\b-
hangigkdt der Durchsichtigkeit der vom Wasserdampfgehali der Atmosphäre zu ermitteln.

■) J. Sclinbert, Der Ziutttid und die StrAimuigen der AUioiphlre. Bd. I, 1904. & 147— lAv.

UalMBiicliuiig éw vBrlmterlidien Chanktefa der Waneniaflipniiiieii im SouMaqtdttnuD. 175

Auch zur Prüfung der Espy-Köppenschen Theorie des Lultaustauschcs und im Zusanunen-
liange taiernâ zur Firage der Ursadw der unglcidieil Ortlichen Periodizität in der ta^idien
VerteiluTip der absoluten Feuchtigkeit bilden die spektroskopisohen Messungen bei prenauer
Kenntnis der KcduictionsgrOUen ftir die ungleichen Weglängen des Lichtstrahles in der At-
mospbare zoverllssige Unterlasea. Am dem sdion frflher darg;ielegten Grande konnten diese
Untersuchungen nicht zum Abschluß gchtacht wetdon.

Besondere Vorteile verspreche ich mir von der Weiterfahrung der spcktroskopischea
Beobaditungen an einem Obserratorium, an dem anch ^dduddg durch Fessdballons oder
Drachenaufstifffe fortlaufend die Menge des Wasserdampf es der vcrscliiedencn Luftschichten
bekannt ist. Auf diese Weise worde sich das Gesetz zur Reduktion auf dieselbe WeglBnge
and der Betrag des Wasserdampfea, der einem Stufenontersdüede bei der Ltniensdifltzang
entspricht, mit größerer Annäherung bestimmen lassen. Außerdem aber würde hier das Spelc-
troäküp ein .Mitlei bieten, den Wasserdampf^cludt der Luft jenseits der Grenze, bis zu denen
der Fesselballon oder der Drachen die Instrumente emporgetragen hat, zahlenmäßig festzu-
stellen. Nach wie vor freilich vrlrd der Wunsch bestehen bleiben, durch Ausführung gleich-
zeitiger spektroskopischer Messungen an hot îûontal wenig entfernt gelegenen, aber hinsichtlich
der Höhenlage recht große Unterschiede aufweisenden Stationen nul gleichartigen instrumen-
tdien Hilfsmitteln die noch unsicheren Konstanten in zuverlässiger Weise zu ennitteliL Zu
vorläufigen Versuchen würde sich das Riesengebii"ge, das im Schneekoppenobseiratorium
einen vorzQgUcbeo Stützpunkt besitzt, gut eignen; als Talstation würde etwa Zillertal oder
Hermsdoif in Frage kommen.

Eine wichtige Erweiterung würde der physikalische Teil der Untersuchung auch da-
durch erfahren, daß man die Intensitatsanderungen der Sauerstoff- und Stickstoffliaien des
S{)ektTums bei Tendnedenem Sonnenstände nach demadben Verfahren mesacnd verfolgt.
Nach den schon frOher mitgeteilten Wahrnehmungen Milliers würde man hierbd nidlt aof 80
große Schwankungen rechnen dürfen wie bei den Wasserdampflinien.

Infolge der in vertikaler Hinsicht von Tag zu Tag auftretenden Temperaturänderungen
innerhalb derselben Luftsäule werden Massenverb^ierungen der Luft auftreten» deren OrOle
sich bei geeigneter Gruppierung der spektroskopischen Beobachtungen aus dem Charakter
dieser Linien feststellen laßt. Doch bin ich noch zweifelhaft, ob man die Masse der beiden
voigenannten Gase innerhalb einer bestimmten Luftsaule tmverandedich annehmen darf, wie
es bezüglich des Sauerstoffes beispielsweise von Hcirn Jewell') geschali. Ôffenbar wird die
Luft tmter dem Einfluß der ultravioletten Strahlen oder durch elektrische Einwirkungen im
Laufe des Tages stark ozonldert; der daduth verursachte Verlust an Sauerstoff würde aber
bei den empfindlichen Messungen im Spektrum zutage treten. Nach den experimentellen
Studien des Herrn Barkow*) führt aber das Vorhandensein des Ozons in der Atmosphäre
zu einer Verbindung des Stickstoffes mit Sauerstoff , die die Ntederschlagsbildung bis zu einem
gewissen Grade begünstigt. Demnach würde es von Wichtigkeit sein, auch die Menge des
Stickstoffes furllaufcnd festzustellen. So gewinnen die spektroskopischen Beobachtungen bei
Erweiterung der Aufgabe nach anderer Riehiung hin eine erhöhte meteorologische Bedeutimg.

■) L. E. Jewell, The determination «f tlie relative quantities of aqueous vapor in the atmosphere
by meaiit oT the abaorptioo lia«« of tbe ■pectnai. BnIL of the Weither Bvrau. U. S. Deput. of Agricnlu
Mo. ifi. Oiicago 1896.

') E. Barkow, Versuche über Entstehung Vfm Nrlic.l und dessen optische Eij^cnschaltcn in Wasscr-
dampf and einigen anderen Dimpfen. Inaug.-IMss. Marburg 1906; vcrgi. auch Annalen d. Physik, Vierte Folge.
Bd. »3. 1907* S. 317—144.

176 Tfc«ed«t Ânudt, ÛÉ tecw M t i n g il. ^«liidwl. Owktat» d. Wmwd M i pra iiiaa im Soww ■pdanm.

Gerade bei der Lteaag dieser Fragen wttrde es besondere Vorteile bteten, wenn die Messungen

in grOficrer Erhebung über der Erdoberfläche zur Ausführung gelangten. Schon Glaisher')
verwendete gelegentlich auf seiaeo Valuten im Luftiaeere das Spektrofikop, um AttEscbUiSse
Über den vertaderiichen Charakter der atmosphärischen Linien zu erhalten. Im HinMick auf

die wichtigen Ergebnisse, zu denen die Herren Jans.sen und Müller bei ihren sich gleichfalls
nach dieser Richtung hin bewegenden Studien auf Höhenatationen gelangen, wäre es recht
zu wünschen, daü solche Untersuchungen auf Freifahrten im Ballon in beträchtlicher Höhen-
tage mit mOgUdiBt Tottkoauueoen imtnunenteUea ffilfsmittdn wieder aitfgeDOOUiien wOrden.

0 Reporta of tfa« Britiib A wocii ti oa. 1M4.

Zum Wärmegehak der Atmosphäre.

Von

Dr. WALTER KNOCHE.

Mit vier Kurvenzeicbnungen im Text

Für den W;irmehau.shalt der Atmo'^phnre erscheint es von einifrem Tnteresse, einen
Eindruck zu erhalten, welches Uberhaupt die Gesamtwannemenge der Luftbulle bis zu ge-
wissen Hoben ist Dafi es sich Uerbei nm- mn eine Uberachiagige Rechnnm; tanddn kann, ist
wohl selbstverständlich; doch werden die Werte, wenn man ihre CirtiOtnordnung bctriichiet,
völlig genügen, um einen Überblick za gewinnen. Da die Mittelwerte Äquivalenter Tempe-
raturen, welche zu den Wärmewerten brtaimäich in enifedier Beadnmg stdxn, fOr tO*-
Zonen bereits \'on mir berechnet wurden, so war es ein leichtes, hierauf fußend, zunflcbst den
GesamtTv ärmegehalt der verschiedenen Zonen in der untersten Luftschicht zu erhalten. — Zu-
nächst seien die bereits früher hergeloitctcu Formeln angeführt, welche ziu" Berechnung des
Warmegehnlts In kg-Kal.fkbm dienen. Sei cHesermit Q besdchnet, ad p, 1.293 die Luftmasse
im Kubikmeter bei 0* C. imd 760 mm Druck, b der henrchcn Je, b, der norma!e Luftdruck
a =° 273 die absolute Temperatur bei 0" C, t die Lufttemperatur, s = Û.2375 die spezifische
Wanne der Luft bd konstanten Druck, f der WasserdampfigdMlt in gr/kbrn, — + 03f» t
die Gesamt warme des Danipfes» so ist

Q- ;Ma+?r +iga?<^'*^'">'

Da nun Jic Rtchnungfstafeln') für Äquivalente Temperaturen aufgestellt sind, d.h. die Tempe-
raturen, auf die ein Kubikmeter trockener Luft durch die Gesamtwarme Q erwärmt wird, so
worden die Werte znnBdist nadi der Gleidinng der Aqtdvalenten Temperattur

A-t +

f -K.-fa-f tj ■ h„

gebildet und nach der Umrerhnungsformel Q = A

b • a • s • 1000

83.81 • b

aul kg Kai. cehnichl, In Tab. 1

a t- l' ■

seien die Mittelwerte der Äquivalenten Temperatur wiederholt, erweitert insofern als fttr die

TabeUe L

90"- âo'"' ] bst-}o''

rdhalbku

gel

Sö

dhal

ji/'-Sc/'

A (C

Q (kg-
Kàih
kbm)

[-22.5)<~I2.0)

(-74) (-3.9)

-0.8
-0.2

"•5
3-5

23.5
7.0

36.0

lo.S

51.Ö
14.7

Ô2.6
17.6

66.2
18.6

65.3
18.4

58.4
16.5

47.8

35.3
10.3

23.6

7-0

II.7

3-6

(•.5)
(0.5)

(-11.5)
(-3.7)

(-25.S)

*) S. über die rlamlicli» nnd
KDQCihB. Aw dem AidiiT der

Verteilung lia Warmcgdwlts der
Seewute. 1905. Nr. i.

gntef SB Luftidiidit Von

Digitized by Google

178

Dr. Wilter Knoche,

Kurve L

polaren md subpolaren Zonen die Werte extnpolieft mirden (s. auch Kurve I). Et ist diei

nun ein sc hLinhares Wagnis, da die FlftdbCA der Polarkalotte gegenOber denen der Obdgen
Zonen sehr wenig im Gewicht fallen.

Zn betonen ist liierbet daß als Ausgangspunkt der Untersuchung nicht der absolute
Nullp II 1 1, ondem der Nullpunkt der Celsiusskala ycwaUt
wurde. Es bedeuten daher auch negativ auftretende Wai me-
wcrte nur, wieviel Wärmeeinheiten fehlen, um ein Kubik-
meter Luft auf 0« C zu bringen. Eine einfBdie Ponnd
ergiht übriRens, für welche Werte des WasscrdampfgehaltS
f der Wärmewert glddi 0 wird. Es ist dies der Fall für

wo die Temperatur t alle Tieg:ativcn Werte durrhhiufen
kann. Da aber mit 3.0 gr für —6" die Sättigung erreicht
ist, so ist, bei Normaldmek, der Grenxwert der Lufttempe-
ratur gefunden, bei dem Oberhaupt die 0-Kalorie noch
auftreten kann. Für die Lufttemperaturen von 0* bis — 6»

irnfrlc n ,icr unteren LufucKlcbt
RAch B/cjtctikïrt»rn

ergibt sich aber die sehr einfache Reziehunc f =^ ,, für den N'iiiiwert; mit fallendem Baro-
meterstand wird f noch entsprechend kleinere Werte annehmen.

Um mm euien lidit^en ESndradt tiber die Veitefluig des Wftnnegelialtes zu erhalten,
genügt es keineswegs, die oben angeführten Mittelwerte des Wärmegehaltcs nach Breiten-
loreisen allein zu betrachten, da hier der £influ8 des verschiedenen Flächeninhaltes völlig aufler
Acht gelassen wird, Tabdleü gibt daher den absoluten Wärmcgdialt jeder 10*-Zone in kg/kbm.

Tabelle IL

Zons

Kord

oantr«!!! lloffd»5tt4

O*— lO»

901

844.10' kg-Kal.

891

344

318.10' kg-Kal.

688

525.10' kg-Kal.

II*— »•

749

358

403.10*

702

533

503.10' „

<S4

900.10* „

21»— 30»

5S6

Ttl

45S JO'

546

239

912.10' „

871

526.10' „

31"— 40»

377

599

2S2.10'

370

406

9'S 10'

192

367.10' „

216

ÖS»

I5J.IO'

21O

632

»53-10'

51»— 60»

394

104.10'

891

078.10' „

— 2

496

974-10'

61"— 70»

— 3

639

529.10'

089

822.10') „

(-12

738

350.10') „

7i«-8o*

(-42

272

S73«o')

(—40

104

74810') „

(-2

167

824.10') „

Si"— 90»

(-■23

434

303-ro')

(— 26

601

100 TO')

166

797.10') „

Summe

2848

781

820.10' kg-Kal.

2759

430

853.10' kg-Kal.

350

967.10' kg-Kal.

Vergleichen wir jetzt Kurve II mit Kurve I, so fallt vor allem auf, daß in außerordentlieh ra-
pider und in Oquatorialai Zonen gletchmaßigerer Weise die Kurve ansteigt; ferner ist sehr
beaditenswert, wie der negative Wflrmegehalt, dank dem gerlnsen Areal der Nord- und Sdd-
kalotte fast veischwindet, wahrend in den Mittelwerten die Minus- Kfdorien noch sehr hervor-
treten. Auch nimmt die Wärme zum äußersten Norden und Süden nicht gleichmäßig ab, sondern
cmiGlit beiderseits adtoo Hur Midintui uiter v » 80—90*, da die Kteinheit der Polargebiete
Kegcnaber dem Bffimmnm des mittleren WaraiegdiBlteB.dBB ObeiKciridit erhflh, Die Addition

Digitized by Google

Zum Winaat^uilt dor AtioMphive.

179

Kurve Ii.

des Warmeinhaltcs aller Zonen ergibt zunächst die Wärmesumme der gesamten Erd-
oberfläche mit 5 606 212 672 X 10' k|r.KaI. Hieraus berechnet sich mit LeichtiglEelt der
mittlere Wärmeprehalt pro Kubikmeter mit 11 kß-Kal., der dem Mittel des 35. Rreiten-
grades auf der Nordhemispliare entspricht. Desgleichen ist er identisch mit dem Mitlemachts-
Jnliwert in Potsdam. Diese Warme wflrde genflgen, den KuMlcmeter trockener Luft auf 37^8* C.
zu enÄ-nrmen imittlcrc Äquivalente Temperatur an der Erdoberfläche'. Berechnet man,
unter Voraussetzung einer niittlerea Lufttemperatur von 15' mit Hilfe der oben angeführten
Wttfmeformel den mittleren Dampfgebalt, so erinbt sidi die Iddit eliunipragende Zahl
von 11 (genauer 10.9)'} grjkbm. Rs entspricht also mnemotechnisch jedem Gramm \\'asserdampf
an der Erdoberfläche eine kg-Kalorie. Würde nun an der Erdoberfläche Sättigung herrschen,
d. h. bei einer mit Was!«er TOUig liedeckten Brdkugel, so worden fm Kubikmeter 12 7 gr Wassar

vorhanden sein; bei einer Verteilung von Wasser und
Land, wie sie tatsachlich vorhanden ist, unter Voraus-
setzung, daß das Land kein Wasser abgibt, waren
9.0 gri'kbm wahrscheinlich. Wir müssen also y-iiiUto«,
daß 1.9 gr'kbm der Verdunstung der Kontinente ent-
springen. Dies ist von der Bedeutung, daß das Ver-
baitnis Vi Land : *U Waaser auf % Land : % Waaser
reduziert werden würde, wo dann allerdings die übrig-
bleibende Landbedeckung vollkommen trocken wäre.
Entsprediend vflre als Wärmewert theoretisdt zu er-
warten 10 kgi'kbm, wrihrend wir oben lö.^^ kglcbm
gefunden haben, d. h. etwa Ikg-KaL^kbm entspricht der
Verdnostting Uber dem Lande.*)

Von einiger tlieoratischer Bedeutung ist die
Verteilung des Warmegehaltes bei getrennter Be-
trachtung der Nord- und Südbemisphäre. v. Bezold
meinte, dftS, Wflbrend die nördliche Halbkugel dank
der Erwärmung großer I.iindma.s.sen den Temperatur-
uberschufi habe, ein Überschuß an Wärme aber auf der
sodlidien Halbkugel anzmdimen ware, da Uer bei
ausgedehntesten Wasserflächen auch der Ansammlung
von Wasserdampf, dem in der unteren Luftschicht
als latenter Warme der doppelte Biaflufi einzuräumen ware als der von der Abkttbluiig der
Luftmasse, hauptsikhiiehst also aus der T.ufttemper.itur t resultierenden freien Wärme, eine
unbeschrankte Möglichkeit gegeben ware. In der Tat zeigt sich nun umgekehrti wie ich
adtoo fraber bd Beurteihmg der Warmemittelwerte vermutet habe, auf der Nordhfltfte ein
deutlidies Phis an Warme. Es betrogt der Überschuß, gebildet aus der Summe aller Diffe-
renzen „Warme Nordhalbkugel — Wärme Südhalbkugel" (s. Tab. II) 99 350 967.10' kg/Kai.,
d. h- 3.6"/» des südlichen rcsp. 3.1% des nördlichen Warmegehaltes. Die Erklärung hierfür ist
aber gerade der TcmperaturüberachuS der ni>rdlichen Hemisphäre; nicht etwa daß dieser an
sich wesentlich in Betraeht käme, sondern dadurch, daß höher tempcriettc Luft weit mehr
Wasserdampf aufnehmen kann, wie es das steile Ansteigen der DampfUruckkurve deutlich zeigt,
als Loft von geringerer Temperatur. Da nun, wie auch eben gezeigt wurde, ein bedeutender

Lah-

■) Arrhcnius findet 11.4 gr/kbm, s. Kosmùche Phyaik II. S. 63«.
*) a. Aseliiv d. Seewarte 190$. Hr. ». S. 16.

Digitized by Google

180

Dr. Walter Kaocbe,

Anteil des Wasäci^ iii der Atmosphäre den Landmassen entspringt, so ist es erklärlich, ù&ii
den groien Waasermassen des Südens nicht die Bedeutung zukommt, die man Terroatet bat,
da hier zwar auf clor einen Seite für eine Anreicherung mit Wa'îserdampf die pOnstißsten Be-
dingungen vorhanden sind, diese )5edingungen aber dank der geringen Lutttemperatur nicht
genOgciid ansgenltttt werden Itonnea. Sehen wir nun, wie der WsrmeflbersdiuA sidi auf die
einzelnen Zonen verteiU fs. Kur ve ITl: Dnß die äußerste Nordkalotte wdrmer iat, erklärt ï^ich
aus den Temperatiurverhaltnissen. Wir können annehmen, daä die südliche Kappe, wie es
auch die Extrapolation ergibt, eine tiefere Temperatnr hat als die nordpolare. da aof der einen
Seite ein großer Kontinent, auf der andern eine Wasserfläche vorhanden ist. Der Wasserdampf
spielt hier seiner geringen Grofie wegen icefne Rolle. Gehen wir weiter in die subpolaren bis
gemäßigten Zonen, so zeigt die Sfldhemisphare einen WanneOliersdiiiS, der etwa unter q> 65"
sein Maximum erreicht. Hier ist allerdings der Wftrmeüberschuö wohl auf Rechnung der großen
freien Wasserflflche 711 <ci7x\ die. nhne vom Festland unlcrbrochcn zu sein, die Südspitzen der
Kontinente zunal umgibt; gcradu ini iN'urdcu finden wir hier umgekehrt die größte I^^nd-
erstrednmif und zwar unter Bedingungen, die eine Wasserdampfahgabe sehr TensOgeni, da
der eurasiatlsche imd amenknnisrhe Kontinent in diesen Breiilien bâcanatUdl eine sehr groite
negative Temperaturanomalie auf weisen, sodaß die ent-
sprechende positive Uber dem Atlantischen Ozean znr
Kompensierunß: bei weitem nicht gentlc:t; die mittleren
Temperaturen sind daher geringer als die der entsprechen-
den Sfldbrdten. Zudem handelt es sich hier zmn grBBten
Teil um wasserarme Steppen, welche den größten Teil
dieser Kcmtinente durchziehen. In der gemäßigten Zone
bis ins subtropische Bereich ffndet dann ein langsames
Anwachsen des nördlichen Übei-chusses statt, um weiter
südlich unter dem Einflüsse hoher Temperaturen, trotT-
des Wiiaî>cx annua Wüsiungürtels, sehr rapide zu steigenJy
Unter dem thermischen Äquator wird der höchste Wert
erreicht. Da die klimatischen ncdin£nine:en beider Halb-
loigeln immer ähnlicher werden und unterm geographischen

A<)aator jeder ObersdraS versdiwinden mai, so findet natOrlich auf dieser letMen Stredee
eb starker Abfall statt.

Wenn wir nun einen Anhalt für den Wärmegehalt der Atmosphäre haben woUen,
so mttssen wir die mittleren Wflrmewerte fSr einzelne HOfaenstufen bilden. Dies für die Ter-

schiedenen Zonen auszufühi en, ist auçenhlii klieh m.inijels uenügender Reohachtungen un
mögiidL Es wurde daher angenommen, daß, von den gefundenen Mittelwerten ausgehend, die
vertikale Verteihmg der ebtzdnen Elemente, Luftdruck, Dampfspannung und Temperatur, einen
parallelen Verlauf zn den von v. Bezold aufgestellten Werten*; für Berlin nehmen wllrde.
Diese Annahme genügt wohl, um wenigstens eine imgefälire Vorstellung von den Größen
zu geben. Tabelle III gibt bis zu 50000 m (von 0— 10000 m Abstände von je 500 m) die er-
haltenen Werte. Es sind zwei Elemente, die in der Verteilung des Warmegchaltes in der
Vertikalen die Hauptrolle spielen, Temperatur und Luftdruck. Der Luftfeuchtigkeit kommt hier
ein wesentlich geringerer Einfluß zu als an der Erdoberfläche, da sie, wie uns die Süringsche
Fomd, die fOr die Abnahme des Dampfdruckes mit der Höhe »igmnde gelegt wurde, zeigt,

-30000

Gast d» WirnieitiffciTiu Kcndluiblnunl— SiMluJk-

'} s. Archiv der See warte i9«j. Nr. 2. S, S.

^ t, V. BeEoU, GcMmnelte Abliudlangra igoA. Sw u/^

Digitized by Google

Zum. vaimefdult der Atmoapbifie,

181

daS dieser sehr schnell nach oben abnimmt und hier praktisch schon in 9— JOOOO m den Null-
weit erreteht Sein Vorhandenseiil äußert sich diirin, dafi er in den unteren Schichten der
Atmosphäre starker, in dm oberen seiner Abnahme entsprechend in geringerem Grade ver-
zögernd auf die Verminderung des Wärmcgchalts einwirkt Die Temperatur nun würde be-
dlngeo, dafi die Wlirme konstant abCnilt Wir erkennen dies besser in dem Verlauf der iqui-
valenten Temperatur (t) (s. Kurre IV); hier wird, nachdem die Wickuns des Damp^edwltes

Tabell

e III.

HUie (ai)

Liltifaaekb

Dampfapanoung e

Tempewtur t*C

, -

At|UJv:iliJ?ltu

Temperatur A' C.

W-' riri L H'H »1»

» l'i iTtl'- |^t.iUUI.

kfi-KaL/kba

f.
700

10.7

ten

XT 7

IIA

^oo

717

8.7

12.6

Wh«

1000

67K
"/a

7.«

lai

S7.4

9^
/•*

I 500

22.1

5.5

3 000

<07

C I

17 6

A.2

2 500

5C0

1 6

12.8

3000

<36
JÄ»

3.8

8 X

1.8

4 too

2.3

— 3.0

0.0

4Q00

*f ^ j

I 7

0.0

TS""

I t

8 8

— 1 Q

0,7

5000

1.0

— 8.0

»•4

^ ^00

tSo

0 7

V/./

Ii A

1 2 A

— 2.0

6000

0 C

167

— 2.6

»»»

Ail

— **«3

— aO.7

700D

-^A C

388

• ■ 28.4

$000

267

O.I

— 329

-32.3

— 4.0

8soo

0.1

16.0

— 4.3

9000

0.1

— 40.9

—40-5

— 4-4

9500

214

0.0

— 449

—44-6

-4.6

lOOOO

198

-48.9

-48.7

— 4-7

IIOOO

0,0

-54-5

—54.«

-4«

12000

144

0.0

-59.5

- 59 5

—44

13000

123

0.0

-64.7

— 4.*

14000

106

«1.0

— 7OA

—70

— 4.0

ijooa

— 75ä

— 75

-3.8

30000

— 99

-2-5

25000

-'IlO

— 120

— 1.4

30000

— 140

— O.I

40000

(ft?)

— 171

— ao

$0000

(«07)

—m

-194

— OA

aufgehört hat, die äquivalente Temperatur identisch mit der Zustandskurve (t) der Lufttempe-
ratur, d. h. sie erreidit mit ihr to steter Ahnahnw den ateolnten Nuflponkt Im Verhalten der
Warme O) hinpepc n ist, wie die Umwandlungsformel zeigt, der Luftdruck, da seiner Abnahme
entsprechend die MaÜc der Vohimeneinheit verringert wird, von größtem Einfluß. Ware dieser
nidic vorhanden, so wAre sie dem Verlauf der Äquivalenten Temperatur ziemlich parallel, sie
wOide den Nullpunkt flherachndten und ständig ihren negativen Wert veigrOfletn. An der

B i lwl n BT Vtytik te IM« AW tpa iHi fc». O. >S -

Digitized by Google

182

Dr. Wtltcr Knoeli«. Zum Waiaesdntt der AtBKuphtro.

Kurve IV.

Erdoberfläche, wo die Luftdruckscbwankongen geringe sind, ist daher der Warmegehalt mit
diem Wert der Iqulviilenten Temperatur zn Identifizieren, itidein nmd drri Kaiorten dnem

Grade (Celsius) entsprechen. Die Abnahme Jcr Nfaße mit dr-r TTnhc hrit zur Folge, daß die
Zahl der Wärmeeinheiten, welche zur Erwärmung eines Kubikmeters Luft auf 0" erforderlich

ist, einen immer geringeren (negativen) Wert erreicfat.
F.s wii d aber zanAchst die Abnahme der (positiven) Wärme
beschleunigt (gegenüber der Abnahme der äquivalenten
Temperatur). Dann wird in etwa 10000 m ein Minimum
errndit mit 4.7 KaL, indem bei den negativen Werten
bis TU diesem Punkte zunächst eir > V ' i /'igeruTig eintrat,
die von diesem Punkte ab, wo der Eintiuli des Luftdruckes
den der Temperatur lllwifliigelt, in eine relative Ver-
mehrung übergeht. Die W?trme7u?>tftndskurve nähert sich
dem Werte 0, je mehr die Maße der Volumeneinheit sich
diesem Werte nflhert (s. Tab. KI u. Kurve IV). Dies ist,
wenn wir wie bisher nur die > r ■ ; Dezimale in Betracht
äehen, der Fall in etwa 30—40000 m Höbe.

Zum Schlttfi sind in TalMlle IV nodi die Warme-
w^erte verschieden dicker Atmosph.irenhüllen gegeben.
Wollten wir also die Atmosptaiàrc bis zu âO km auf O"
erwfirmen, so wllre dazu der mif eCBbr ûràfnidbK Betrag
der bis zur Hohe von 5 km vorhandenen Wärmeeinheiten,
d. h. ca. 26 Quadrillionen kg-Kal.
erforderlich; es würde aber der
Wflrmeinhalt der Atmosphäre bis
zu .tOOO m 'SW.IO" kg-Kal.) genOçcn,
. ein Meer vom doppelten Areal des
Mittelmeeres, das bei einer Ober-
fläche von 2^)60000 qkm eine mitt-
lere Tiefe von 14äü ra hat, lun einen
nMfSUC Grad zu erwSnnen, oder bei der*

g ifftiriiimiM ^iT T fi -r * ( f selben Tiefe etwa ein Becken vom

tßd 4«r Ttw^Snm (......A Areal des Michigansees von 0* zum

Siedepnnitt zu erhitzen. — Ober die zweifellos interessante zonale Verteilung des Wftrmege-

haltes, unter Berücksichtigung der Vertikalen, sowie über seine jahreszeitlichen Verschiebungen
werden erst Mitteilungen zu erwarten sein, wenn von den verschiedensten Punkten der Erde
aerulogische Beobachtungen vorliegen.

Tabelle IV.

0^1000 ra

o — 4000 „
o-sooo „
0—10000 „
(4— loooo) „
(10—40000) „
o— 500QO M

45.10" Icg-Kal.

92.10"

88.10"
1.10"

94-10")
(— 260.10")
— 360.10"

Digitized by Google

Der Freiballon îm elektrischen Felde der Erde.

Von

H. EBKRT und C. W. LÜTZ, München.

Mit MCht TextAgaraa uad fOaf Tafeln, davon «in* im Text

Einleitung.') ~ Unter den Problemen, welche in der Physik der Atmosphäre ihre
pnep;o finden, hat da-icri^;' dor lultclektrischen Forsrhunp immer eine panz besondere
Rolle gespielt. Speziell drangt die gegenwärtige Phase dieser Furschmig mit besonderem
Nadldrodie daUn, die Uessongen der luftelektrisdieii Elemente an der Erdoberflache durch
solche im freien Luftmcere zu erganzen und zu erAveitcm. Aus diesem Grunde sehen wir in
dem Programme der wissenschaftlichen Ballonfahrten an verschiedenen Orten die Messungen
des atmosphlrisciien Potendalf efiUles, der loneiuald, der Ldtfthigteelt eine hervorraeende
Stellung einnehmen. Aus demselben Grunde wendet man aber auch der Frage erneute Auf-
merksamkeit zu, inwieweit bei diesen Messungen unser Observatorium, d. h. der Freiballon,
auf den tuftelektrisdien Zustand seiner Umgebung selbst modifizierend einwiritt

Daß eine solche Einwirkung tatsächlich stattfinden kann, steht außer allem Zweifel,
namentlich seitdem sich gezeigt hat, dafi durch das Auswerfen von trockenem Bailastsande
nicht tmerhebllche reibungselektrisdie Ladungen dem Ballon mitgeteilt werden, cKe sich diretct
durch eine Ändenuig des gemessenen Gefälles kund tim.*)

Das Problem, um das es sich — zunächst bei den Potentiabnessungen — bandelt, ist
kurz folgendes:

Von derBatlioafondd ans zt^ttngfidt, gewöhnlidi vertikal an ihr herabhangend, senkt

man in das umgebende erdelektrische Kraftfeld zwei oder mehr Kollektoren ein, welche durch
den Ausgleich der elektrischen Spannungen, den sie mehr oder weniger rasch und vollkommen
mit ihrer ümefibmig herbeinibren, dte zwisdien xwei von flmen bestehende Potentialdltferenz
irgend einer spannunR;smessenden Vorrichtung übermitteln. Betragt die angezeigte ^anmmgs-
differenz V Volt und ist der Höhenunterschied der Ausgleichsstellen der beiden Kollektoren
giddi d m, so ist das gemessene GcfiUle gleidi Vf d Volt pro Meter Brh^nmg. Dteses ist aber
noch nicht der Gefallewert &, wie er in dem freien T.uftraume ohne Anwesenheit des Ballons
Stattfinden würde. Viebnehr wird dieser Wert gesUirt durch die Ladung des Ballons selbst;
eine siddie nimmt derselbe an:

a) durch Influenzwirkung von Seiten des bestehenden and «t messenden Erd-
feldes TOO der Intendtat «;

'j l!rber iJcn wesentlichen Inhalt der vorlîe^eniJon Untersuchung; utinJe bereits aof dem Kon^eft der
internationalen aeronautischen Kommi&siun zu Mailand im Herbst 1906 kurz berichtet.

■) Vergl. hierzu die Arbeit von II. Ebcrt: „Ober elektrische Messungen im Luftballon" (Gerlands
Bdttlfe «ir Geophysik, 6, Uslt t, S. 6$ ff., 190J), welche im Folgeulea kunt durch A bnächnet wentca aoU;
üeiiier die eimchUgigen Arfeetten von BOrntteln, Linke and Gerdiea, letnere in dei AUhudhiBieB biw,
den Nachrichten der (iöttlnger Ges. d. Win. cractileReii.

Batetec «w Pkgraia dar Crtka AmaiUn. O. S6

184

a Ebert ud C. W. Lntt.

b) infot^ TOO Blektrlzitatsaufnahne von Irgend welcher Seite her, z. B. vom Erd-
boden im Momente der Abfahrt oder beim Ballastausweifen.

Es haodelt sich also danutii aus den gemesscntin scheinbaren Gefällewerten & =
Vid die wahren Werte 9 za em^liefiMi, mit anderen Worten einen Reduktionsfaktor R
Yon der BeacbalEenhdt zu enuittebi, daJt

wird; R ist also die Zah!, mit der man das scheinbare, direkt in der Nahe des Ballons, aber
eben dariun niclil riehlige Gefalle 0' zu niullipliziereii hut, um das wahre Gefalle ® zu er-
katten; R kann sowohl grOfier als auch kleiner als 1 sein. WOrde also dem Potcntialonter»
schiede von V Volt im freien iingcstörten Felde eine Distanz der entsprechenden NiveauflfSchen
von D m entsprechen, wahrend diese Flachen mit demselben Potentialimterschiede tiber oder
unter dem Baiton auf d m zusammengedrängt ersckdnen, so wOrde sein

Der Erste, welcher den Einfluß einer eventuellen Pallonladung auf Potcntialmcssung^cn
diskutierte, war R. Börnstein.') £r schlug vor, statt der seither üblichen zwei Kollektoren
deren drei: A, 6, C in Yerscbiedenen Ttdfen unter dem Gondelboden anzuwenden. Zeigen die
auf den Meter mngcrechnetcn Spannunfi^sdtffercnzen zwischen A und B einer-, zwischen B und
C andererseits merkliche Verschiedenheiten, so ist daraus auf das Vorhandensein einer stö-
renden Ballonladung zu schließen, da bei einer nur einigermaßen bctrachtUchen Höhe des
Ballons (und hhuelehend entfernt von Wolken und Nebell^ken) das Gefalle @ als konstant
innerhalb eines genügend weiten Bereiches angesehen werden kann. Wenn aber weiter aus-
geführt wird, daß man aus der gefundenen Verschiedenheit, also aus der Änderung des Ge-
fUles auf die störende Eigenladung M nach der Pormd 2 Mfr* (erhalten durch zwetmalige Diffe-
rentiation der bekannten Potentialform cl M;r für die Kugel nach dem vertikalen Abstände r
vom Mittelpunkte) schließen könne, so ist zu bemerken, daß ja nicht die Ballonkiq^ allein
Träger der Ladung ist; «ne soldie wird sich viehndu-, wenn vorhanden, auf das Tauwerlr
obertragen und sieh auch der Gondel mitteilen; hier wird sie wegen der Zuspitzung des Ge-
samckörpers nach unten besonders hohe Dichtewerte annehmen twd ihre störende Wirkung
muß ganz anderen Gesetzen als dem hier angentnnmenen folgen.

Die von Börnstein voi^eschlagene Methode hat zunächst Jos. Tuma angewendet,
der bei seinen Fahrten schliefiüdi zwei Paare von Kollektoren, also vier WassertrojifkoUektoren
verwendete.*)

Er schließt ans seinen Messungen, daß eine störende Ladung des Ballons bei den von

ihm ausgeführten Fahrten nicht vorhanden war.

Mit mehr als einem Kollektorpaare sind dann von F. Linke*) sowie von München
aus mehrere (noch unpubUäerte) Beobachtungsreihen angestellt worden.

Nehen diesen Versuchen durch Messungen des Gradirntcn in verschiedenen Ahst.tnden
von der Gondel ein Urteil über die etwa zu bcfOrchtenden Stönuigen zu erhalten, gehen solche
ebiher, auf theoretisdiMn Wege Ehiblick in diese Verldttnisse zu gewinnen und womOglidi
Wette für den Rednktionsfektor R abzuleiten. ISer ist znnadist eine Etechnung von O. B. Schiötz

*) R. Börnstein, ElektriMlM Beobaeittiiuigeit bei Lnftbhrtea witer Binllsa der Ba]lMila4ng^ Ana.

d. tkp. und Chcm. 63, 6Sa, tSg/j.

') Job. Tuma, LnftelektrMtStaaieniiBgeii Im Luftballon, Sitc-Ber. der Wiener Akad. lfttfa.-ttatimr.

lOaaM 108, Abt. II a. 2--7. 1899

*) F. Linke, Luflclektrische Melsungen bei twöif Uaüontahrtcn, Abhandl. der GOttinger Gea. der
VHiB, Hhthippliiys, KL Neue Folge 3, No. 5, 19014.

(1)

0 - VP, 0^-' Vfd und R- OfV- dfD

(2).

Digitized by Google

Dar FreiMlo« in «Mctrfidwn Felde iter Etde.

185

zu erwähnen, welcher als erster den Ballon durch ein verlängertes, vertikal im Erdfelde orien-
tlertes, leitendes Rotationsellipsoid zu ersetzen suchtet)

Einpchendcr \\ inl cîas Pt oblem von Linke in der genannten Abhandlung (von Seite 14
an) diskutiert, welcher auch eine Korrektionstabelle fOr ein bestimmt dimensioniertes solches
EDipiSOid berechnet

Endlich hat H. Benndorf die Störungen des homogenen elektrischen Feldts durch
eia leitendes Ellipsoid in völliger Aligemeinbeit bebandelt uod u. A. auch das Ballonproblem
von theoretischem Standpunkte aus einer sehr gründlichen Diskussion unterworfen.*)

So anerkennenswert diese Unterste h unpen, namentlich diejenige Benndorfs, auch
äxid, so bleiben doch mit Hoclcsicbt ant den vorliegenden speziellen Zweck die beiden folgenden
Fragen offen:

1. Inwieweit darf man abeiiiaupt die Form eines freischwebenden Kugelballons mit

derjenigen eines Rotationsellipsoides identifizieren?

2. Wenn dieses auch innerhalb gewisser Grenzen gestattet sein sollte, welche Dimen-
slonea liat man dem, elMo bestiminten Ballon in bezug «if die S({)iniagea vertretenden EUip-
SOide zu peben*

Es läge nun nahe, die Berechnungen für Rotationskörper durchzuführen, welche sich
der BaHonfonn nllher anschliefien, als es ein Ellipsoid tut, das doch augenscheinlich mit dem

fertig montierten Kugelb;ilIon nur eine entfernte Ähnlichkeit hat. Hier würde zunächst das
System zweier senkrecht übereinander stehender, leitend mit einander verbundener Kugehi,
einer groSen oben und einer kleinen unten, sodann gewisse Ovoidformen in Betracht kommen.
Indessen zeigt ein näheres Eingehen auf diese Falle, daß hierbei Reihen auftreten, die nur sehr

langsam konvergieren und daher zu ihrer Auswertung einen ganz unverhältnismäßig großen
Apparat an uumeiischcu Rechnungen erfortlern wurden (worauf für den erstgenannten Fall
ancb H. Benndorf bereits hingewiesen hat, B, S. 426).

Wir hüben daher die Aufgabe in änder et Weise zu lösen gesucht, indem wir auf das
Prinzip der elektrischen Ähnlichkeit zurückgriffen (vergl. auch A, S. 72, wo auf dieses
Prinzip bereils Ungewksen wurde) : Von dem Ballon wird ein vertdeinertes, mOgUcbst getreoes
Modell in bestimmtem Maßstabe hergestellt und dieses in ein künstliches elektrisches
Feld von genau bekannter Umgrenzung und Gesamlintcnsität gebracht; durch einen kleinm,
das Pdd selbst mOglicbst wettig defbimierenden Kollektor wird das resuHJerende Pdd abge-
tastet und ausgemessen. Maxwell hat am Ende des 3. Kapitels seines berühmten Treatise
gezeigt,*) wie sich alle einzelnen clcktri&chen Größen abändern, wenn man von einem derartigen
^de im Meinen auf die Wfa-klichkeit Obergetat

Eine Vorfrage mußte hierbei freilich erst geklärt werden: Hat man den Ballonstoff
selbst als Nichtleiter oder Leiter der Elektrizität anzusehen, aus welchem Material ist demnach
das Modell anzufertigen? Nach eingehenden diesbezüglichen Versuchen*) kann es keinem
Zweifel unterliegen, dag auch die nicht mit Chlorcaldnm flberstrichene Ballonhülle den langsam
erfolgenden Ausgleichen elektrostatischer Spannungen gegenüber, wie sie hier in Betracbit

O. E. SchiAts, Einige Bemerkuagea Ober die SchtOsM, weldM man us dea durch BaUone iim>
gefahrtea BeobulitiiiiKeii aber die LoftetektrintBt tiehen kum, Vülemk. Skrifter, iiurth.-mtinTr. Kl. No. S,

OuMuia iSçtf!

>) H ßcnndorf, Über gewisse Störungen des Erdfeldes mit Rücksicht auf die Praxis luftclektriacher
Messungen; Sitz -Der der Wimei Akid. owtlMiiCUfw. KL 115, Abt, Iii, 4SS, 1906, im Poigendea all Ata-
handlong B angezogen. '

*) J. CL Maxwell, Treatise I ft 94. Deutsche Obcrsctzung von D. WcinsteiD Ms & 117: cBeiielmigea
nriachen Körpern, die in Oner Fona oder ia ihrer Ladung aicb ähnlich ahuL*

Vgl. A, S, 70.

186

H. Ebert imd C. W. Lati.

kommen, aïs Leiter wirkt. Von dem Netzt nod dem Tauweifc der Gondel und ihrer Montage
war dies von Tcndierem zu erwarten. Das Mbddl kmmte dementspredieiid au Metall herge-
stellt werden.

Um aber flbersehbare Verhältnisse za haben, mufi man mit hochgezogenem Sddepp-
taue fahren, wie dies bei luftelektrischen Messungen jetzt wohl auch ganz allgemein <i;t:schieht.
Alle fol},'enden Bctraehtunscn uiul Bemerkungen beziehen sich auf diesen vereinfachten l'"a!i.
Nur in diesem Falle kann man dann das Gefälle Ü> inncrlialb eines Raumes, der dann vom
BaHonkOrper dngenommen wird, voriier als konstant, und demnach das durch den Ballon
noch nicht gestörte Feld als homoj^en ansehen. Auf diese Weise erhalt man Diagramme, in
denen die Störungen der Niveauflachcn, welche im ungestörten Felde innerhalb der in Be-
tracht kommenden Bereidie als horizontale Ebenen angesehen werden kdonea, anmittdbar
zum Ausdruck kommen, und aos denen man die Grolle der gesoditen RedoktioiisfBktoren R
direkt entnehmen kann.

Senkrecht zu den Niveaaflfichea stehen die Kraftlinien. Diesen enttang hew^ren sidi
die Ionen. Eine mit der Diskussion der Felddeformation unmittelbar im Zusammenhange stehende
weitere Frage ist denmadi die, wie sich die lonenfübnug in der Umgebung des Ballons in-
folge der Verbiegung der IfiTeauflftcben und damit der Kraftlinien flndert^ und CS moglicb
ist, auch die Messungen der ionendichle sowie der T^iltfiithii^t aof den Fall der firden At-
mosphäre zu reduzieren.

Ein anschauliches Bild von der Verdit.htung elektrischer Ladungen am Ballon zu er-
halten, hat auch insofera eine gewisse praktische Bedeutung, als ja die Ursache gdegentUcher
ZOfldungen namentlich bei landenden Ballons elektrischer Natur zu sein scheint.

Methode und Apparatanordnung. — Nach längeren Voruntersuchungen wurde
bei den definitiven Messongsreilien in folgender Weise vetfiahren:

Der von der Kgl. bayrischen Akademie der Wissenschaften dem Münchner Verein
fUr Luftschiffahrt zur Verfügung gestellte Ballon „Sobncke" fafit 1440 m*, was bei prallem
Ballon dnem Kugeldorchmesaer von ziemlidi genau 14 m entspricht Um auch aber die an-
deren Abmessungen einen möglich.st sicheren Anhalt zu bekommen, wurde eine Photographie
au^emesscn, welche den vollkommen ausgerüsteten Ballon aus grOfierer Entfernung gesehen
in dem Momente darstdlt, in wddiem der Korbboden «ch vom Erdboden abhebt; ans dem
bekannten Äquatordnrchmesser der ßallonkugel ei^ab sich dann die Höhe des Ganzen zu rund
2."> m, die Entfcrnunp: vom Kugelmittelpunkte bis zum Korbboden zu 18 m. Wahrend dei Fahrt
streckt Mi;h der Ballon nicht unerheblich. Daher wurde das Modell in dem unteren Teile etwas
länger gehalten, als es dem steilen Einfallen der Taue von den ,,^n>Uen GaniefOAen" nach
dem Rinpc hin hei vUli^ y^füHtem, prallen Ballon im Momente der Abfahrt entspricht, und
zwar mit einer Gesamthöhe von 28 m {Entfernung des Kugelmittelpunktes vom Korbboden
21 m), d. h. mk einem VerhftltniB von Dtutdunesser zu Gesamthdhé wie 14 : 28 oder 1 : 2.

An der Hand der erwähnten Photnpr;iphic wurde nun dfr ,,Sohncke" im Maßstäbe
1 : 140 aus Messing genau nachgebaut, sodaß ein Modell von 10 cm Kugeldiu°clunesser und
20 cm Höhe entstand.

Dieses Modell wurde in ein künstliches homogenes elektrisches Feld von solcher Aus-
dehnung gebracht, daô an den Grenzen des Feldes die Störungen, welche die Anwesenheit
des MetallkOrpers in seinem Innern hervorrief, sich nach Moglicidceit ausgeglichen liatten.

Vorversuche zeigten, daß dazu ebene MetuUflachen oder Netze von 2 m' Fläche (2 m
lang, 1 m breit), bei '., m gegenseitigem Abstände ausreichten ; durch Anlegen von Spannungs-
differenzen verschiedener Größe an diese horizontal und isoliert aufgestellten Platten ließ sich
das Erdfeld getreu nachbilden.

Oef Fnlhalloii Im etektniciMa Fold* d«r Brde.

187

Die getroffene Anordoon^ zdgt Fig. 1 in der Langsansidit, Fig. 2 (sdtematlsch) von
oben gesehen (die Teile W und E, daselbst finden erst spttter ihre Erläuterung '.

Ein ZinkdrabtneU (200 cm lüng uad 100 cm breit) Z von 1 an Maschenwdte wurde
Uber einen festen Rolzrahmen H t^tvn. ausgespannt, der mit den bdden Sdinudseiten ttnf zwd
Kolzböcke B|B| horizontal aufgelegt wurde, von die.sen durch je ein Paar ParaffinklOtse K|
. . Kj isoliert. Das grmzc Netz wurde mit Hilfe einer Hochspannungsbatterie A, deren negativer
Pol geerdet war, bei den hier mitgeteilten Messungen auf die Spannung von + 210 Volt ge-
laden. Diese SpaniiuDg wurde durdi ein Eleictromeier B, unter fortwährender Kontrolle gdialten.

Flg. I.

50 cm imtcr dem Netze 7. lacf auf einem Tische eine ebene Zinkblechplatte P, die
dauernd geerdet wurde. Zwischen dem 4- geladenen Netze und der parallelen geerdeten Blech-
platte bestand demnadi em elektrisches Feld, dessen NireaufUcben, wie Messungen mit efnem

\\ cisscr- tmd einem Flammenkollektor in übereinstimmender Weise zeigten, bis nahe an die
Ränder heran hoiizontal verliefen. Nur in der Nähe der beiden Holzblöckc B,B,, an den
Schmalseiten des Feldes, ergaben sich zu kleine Potentiîilwerte, was von vornherein zu er-
warten war, denn hier werden ja die Nivcauflachen auf- und um die BUcke herumgebogen.

Nicht unerhebliche Schwierifrkeiten bereitete die Aufstellung des Modelles in dem Felde,
da es ja einer Stütze bedurfte, die in Wirklichkeit beim Freiballon natürlich nicht vorhanden ist.

Es wurden im ganzen drei Anfstdlmigaarten durchprobiert: Zunfldnt wurde das Moddl
an gut isolierenden, spîlter auch noch paraffinicrten SeidenschnOrcn aufgehängt. Wenn aber
die isolation hier versagte, so kroch Ladung den Faden entlang, was starke Deformationen
im Felde bewh-kte.

Bei den meisten Messungen stand das Modell auf einer Paraffmsaule, die schon mehr
Garantien bot. Da es aber genügte, das Bild der Niveaulinien in irgend einer durch die vertikale
BaUonacbse hindurchgehenden Ebene, etwa in der Longsschniuebenc 1 , 1, (Fig. 2) aufninelunen,
da ja in Wirklichkeit alles symmetrisch um diese Axe herum ist, so konnte das Modell M
drittens auch dtych einen quer in das Feld hineingeführten horizontalen Träger tt zwischen
den Platten schwebend erhalten werden, da sich zeigte, daß das Einfahren eines solchen Trägers,
selbst wenn er aas Metall war, m der Vertikalcbene UU ^ötblt mehr stOrend wirke

Digitized by Google

188

H. Kberl und C W. Lats,

Eine widitlge Vorfrage Uldete endScb «Sejenfee nacb der zu wUtenden Ait des Kol-
lektors, mit welchem das Feld abget:istet werden sollte. Zunächst wurden kleine Flammen-
koUektoren verweadet. Dieselben waren durch Bernstein gut isoliert, auf eine längere Stange
gesteckt, wdche horizontal von der Seite her (senkredit zu I| I,) in das Pdd ehigefuhrt wurde;

dicsL-lbcn haben sich hier nicht bew.'lhrt, hauptsrirhlkh wohl, weil die Flammenp:asionen sich
zu weit in dem Felde verbreiteten, und daher der Ausgleichspunkt selbst nicht genau genug
diniert war; anterdem rief die Wolire Ton z. T. sehr sdmell wandernden Ionen, die man anf
diese Weise zwischen die Platte P und das Netz Z brachte, starke Feldd ' n utionen hervor,
wiewohl die Flammengase durch die Maschen des Netzes Z hindurch nuch oben entweichen
konnten. Aus dem gleidien Grunde waren Radioelektroden für die vorliegenden Messungen
nicht zu gebrauchen.')

Es wurde daher auf den Waisfitnipfkollcktor i^unkk-ßcgriffen, des.sc-n Tropfrührc K
immer bis zur Langsmittelebene 1,1, (Fig. 2j m das Feld horizontal eingeführt wurde. Das

Gefäß G des Kollektors war, mn Stilrungen des ddc-
(w\ pa^ trisrhcn Prides mnp:Tirhst tu vermeiden, außerhalb des

Fig2 ^-^^ ■ -

CS—

t- — t—

/ Feldes angeordnet. Vom Wassergefaße G aus fahrte die

175 cm lange horizontal gehaltene MctaUrdlire R in das

Feld hinein. 'In Fip. 1 ist der Übersieht halber der Kol-
lektor halb zur Seite gedreht gezeichnet) Das vordere
>^ Ende des Rohres war ausziehbar efaigeriditet, außerdem
ließ sich der ganze Kollektor um einen isolierenden Hart-
gummifuß F drehen tmd mit der nach Fig. 1 leicht ver-
p-g — . standlichen Aufeugsvorricbtung V in vertikaler Richtung

' ^ ^ verschieben. Dandt war errdcbt, daß sich die Auflösungs-

steile des Wasserstrahles an i>de beliebige Stelle des
Feldes verlegen ließ, suUuli cm vüUigcs Abtasten der

Niveatifladien ennügtidit war.

Zunächst wurde fostjjcstellt, daß der Verlauf des Potentiaics in vertikaler Richtung
beim ungestörten künstlichen i'cldc ein linearer isL Die Messung wurde in der Weise ausge-
führt, daß nadieinander die AuflOsungsstdle des Wasserstrahles an versdiledene, ia tu^feCUir
gleichen Abständen aufeinanderfolgende Punkte je ein und derselben Vertikalen g^cbrarht und
für jeden dieser Punkte das Potential imd der Abstand vom Grimdblcche gemessen wurde.
Ersteres geschah mit ICIfe ebies mit dem Kollektor leitend verbtudenen Elektrometers E„
letztere Messung durch einen vertikal auf einer Fußplatte stehenden Maßstab, der nur zum
Zwecke dieser Abmessung für kurze Zeit ins Feld gebracht wurde. Die so erhaltenen Werte
(Tabelle 1) wurden zur Zeichnung der Figur 3 verwendet. Zur Messtmg der niederen Potential-
werte 20, 33 und 54 Volt wurde ein empfindliches kleines AlumimomblatteldEtroskop verwendet,
das bereits bei diesen kleinen Spannnngen deutlidie Ausschttge zeigte.

Tabelle 1.
(Zu Figur 3)l

Abstand vom geerdeten

Bleche in cm (Ordhiaten) 5^0 9,6 13,9 183 23,6 28^ 333 39,7 45,0 48/) 50,0
Spannung in Volt (Abszissen) 20 33 54 75 97 118 140 166 186 199 210

■) Die Wirkungen verschiedener Kollektofm ia einem defaitigea feomogenen Felde haben F. Hen-
ning (Ann. d. Phys. (4J, 7, 893, 1902) and C. W. Lvti (Siti.-Ber. der MOacbner Akad. math.-phys. Kl. j6,
507, 1996) einteilender «indieft; der iefntgenanatea AUundhiag aind die FigeNta ■ end j

Digitized by Google

Der VMbélloa im ddctttacliea P«Me d«r Erde.

189

Auf Gfiind dkser Messongea darf das kOnstHclie elditrisdie Fdd bis auf die Rand-
paitlen hin als homogen angesehen werden.

Hierauf wurde nun das Modell in das Feld gebracht, so daß stets der Abstand des
unteren Gondditmdes vom Gnmdblech P tiseaso groß war, wie der des obersten Punktes der

Bsllonkugel vom Netze Z.

In allen Fallen wurde bei den schließlichen Messungen der Verlauf immer derselben
10 MivcaiifUlclien, den FMentialen 20, 33. 54 75, 97, 118, 140, 165, 185, 199 Volt entsprechend,
abgetastet, und zwar in folgender Weise:

Zunächst wurden für eine in der Längsmittelebene 1, 1, des Feldes gelegene Vertikale
im AbStande von 40 cm von der Feldmitte der Reihe nach die Lagen der Punkte vom Potential
30, 33| 54 etc. Volt bestimmt. Es geschah dies mit Hilfe des Wasserkollektors, dessen Ausfluß-
öffnung entsprechend orientiert und der nun allmählich so lange aufwärts bewegt wurde, bis
das mit dem Gefäß G verbundene Elektrometer E, den verlangten FuiealiaJwcrt anzeigte. Die

tt» m 4t0 tmmtu

flg. 3.

efaizdnen Poteatlalwerte konnten auf lUese Weise nit gendgender Genaui^keii Img^elegt werden,

dri schon eine Vertikalverschiebung des Wasserkollektors von nur 2 mm eine -wnhmehmbare
Änderung des Elektrometerausschlages hervorrief. Zu jedem Potentialwerte wurde mit dem
Oben erwähnten Mafistabe der zugehörige Abstand vom Gnmdbleche auf Millbneter genan
abgemessen.

In der gleichen Weise wurden für weitere vier Vertikalen derselben Mittelebeoe Ii 1«
die zu den Potentialen von 20, 33 etc. Volt gehörigen Abstände besthnmt. Die so ermittelten
Punkt« i; h )ren alle den Schnittlinien der deformierten Niveauflachen mit der vertikalen LAogS-
ebene 1, 1, des Feldes an, und es kann nun leicht ein Längsschnitt durch das deformierte Feld
gezeichnet werden.

Die Diagramme und ihre Diskussion. — In der genannten Weise sind die Dia-
gramme erhalten worden, welche auf den fünf beigefügten Tafeln im Mußjitubc von 1 : 5,61 im
Vergleiche zum Modelle und im Maßstabe von 1 : 7â5 zur Wirklichkeit wiedergegeben sind;
ebien nun jedes Diagrammes entspredien also in TünikSchkeit 0^786 m, 1 m der WhtUchkeit
wird durch eine Strecke von 1,274 mm dargestcAt; dementsprechend Ist die in die Diagramme
eingetragene Maßstablinie eingeteilt.')

0 LcMer konnte derüteproduktiaa eine Ideine 1lB6atabTetind«mng nidit wllkmnmett ven»iedeo
werden; beim Nachmessen wird man also u. U. zu Zahlen geführt, welche in der letzten Stelle um einige Ein-
Imten von den im Texte angegebenen abweichen, welch letztere direkt aus den in viel größerem Maßstäbe

ge women

Digitized by Google

190

H. Kbcrt md C W. Luts,

Um die Büder direkt untereinander vergleichbar zu machen, sind sie alle fdr denselben
Fall gezeichnet, daß die obere Platte auf + 210 Volt (geladen, die untere dauernd mit der Erde
in VerbindunR gehalten wurde. Bei den Versuc hen wurde gelegentlich auch mit höheren oder
niedrigeren Spannungsdiffereozen zwischen den Flatten gearbeitet. Es zeigte sich dabei aber
nur, daß die NiveanflAchen in dem enteren Falle dichter aneinander, im zweiten weiter Ton-
einander wegrücken; im übrigen bleiben die Dir\fi:ramme einander ähnlich, wie es ja die Theorie
tatsachlich auch verlangt Man sieht übrigens, daß in den meisten Fallen die am Rande des
Feldes gezeichneten Nlveanliolen wiedenun nahezu geradlinig verlatifen, so dafi sieb hier die
dun h die Anwesenheit des Ballons bedingten Sti">runp;en bereits angenähert ausj;es'liehen habCtt
(vergL aber w. u.), das Feld mithin in dieser Hinsicht geräumig genug gewählt war.

Die Spannungsverhaitniase in dem kOnsdidien Fdde entsprcdien offenbar dem noi^
malen erdelektrischen Felde, der „Schönwetterelektrizitat", mit seinen nadi oben bin wachsenden
Spannui^werten und der nach unten gerichteten Feldintensitat @.

Indessen ist das Gefalle & selbst ziemlich gering, im kanstlichen Fdde zwar gleich
420 Volt pro m oder 4,2 Volt^'cm; dies entspricht aber bei dem gewählten Maßstabe 1 : 140 in
Wirklichkeit ja nur einem Gefalle von 3 Volt'm, wie es normalerweise nur in den höchsten
Regionen, die seither mit dem Ballon erreicht worden sind, angeiroiten wurde. Wie aber
betrdts erwfllwt, worden bei Wahl grMerer GeOUlewerte die Bilder dodi einander ahnlidi
bleiben; um sie nirht zu verwirren, sind nur wenige Niveauflächen zur Darstellung gelangt;
indessen verlaufen diese genügend dicht, imi zwischen die gezeichneten neue solche Flachen
mit Sicherheit interpolieren zu können. Vor allem wird sidi ze^fen, daß für den Fall, der fllr
einw.'indfrcie luftelekrrische Messungen allein in Ftafie kommt, der Wert des Reduktions-
faktors R der gemessenen Spannungsdifferenzen von der Habe des herrschenden Gefälles
selbst unabhängig wird, so daß wir diesen Faktor R doch aus dem betreffenden Diagnunm
direkt entnehmen kßnnen, worauf es uns ja hauptsachlich ankommt

Noch sei erwähnt, daß die gezeichneten Diagramme zwar zunächst nur als Vertikal-
schnitte durch das Feld längs der Linie 1,1, Fig. 2 erhalten worden sind, daß sie aber in
tinrklickeit für alle Meridianschnitte, welche durch die Vertikalaeh.se des Ballons gelegt werden,
wefjen der allseitigen Symmetrie volle CüUigkeit Insiizen in dem künstlichen Felde nur wegen
der Stützen und der Metaltröhre des Tropfkollektors nichts Man erhält also den Verlauf der
Niveanflachen um den freischwebenden Ballon herum, wenn man sich die Figuren um die
gestrichelte Mittelachse rotierend denkt.

Die direkt beobachteten Punkte sind in den Figuren in dem durch sie bestimmten
Kurvenznge zur Darstdlnng gebracht Da zahlreiche Kontrollmessungen gezeigt hatten, daß
der Spannun^^sverlauf links und rechts von dem Modelle ein v.illip symmetrischer Avar, wurde
schiiefilich nur noch die eine, gewöhnlich die linke Feldbalfte abgetastet Nur bei Tafel IV,
wo das Plaugreifen einer Unsymmetrie befOrditet werden konnte, wurde audi die ganse rechte
Bildhalfte durch die eingezeichneten Punkte festgelegt.

Daß die Diagramme möglichst getreu dem Maßstabe entsprechend entworfen sind,
bietet nun aber den weiteren Vorteil, daß man den Reduktionsfaktor R für jede Stelle des
Feldes leicht entnehmen kann. Nach der Definitionsgleichung ( 1 ; S. 1 n4 ist R = ©Z®*.

Von der Ballonstörung nahezu unbeeinflußte Teile der NiveauriUi hen hat man am
Rande der Diagramme vor sich. Miüt man also zwischen irgend zwei Niveauflachen am
Rande A mm, cwbdien denselben Unten in dem giMtörten Teile aber b nun, so ist nadi
Gkidinng (2) & 184:

R = m (3).

Streng genommen müßte frellidi dazu die Zeichnungsebene etwas dichter mit Niveau-

Digitized by Google

Der FnibilloB im elekiriidieii Fetde der BMe.

Vaûea tlberdedit sein, «nd es mflSte Utoigs eines Knrvenzuges geredinet werdea, der snkndit
gegen die beiden b^enzenden Linien auslauft; aber ein gcnüK'cnder Aolialt wird sdwn
gewonnen, wenn man die 6 auf der Mittelachse der Diagramme abzählt.

Es könnte den Anschein erwecken, als könnten die erhaltenen Zahlenwerte nur
individuelle Bedeutung für das bei den Messungen verwendete Modell haben. Man überzeugt
sich aber leicht, daß ein Größer oder Kleiner des in das Feld gebrachten störenden Krirpcr?;,
ja selbst eine mehr oder weniger gedrungene Gestalt des Modellcs auf den allgemeinen Kurven- •
veilaof nur einen geringen Qnflttß bat, ToraehmUcb in der Gegend, weldie für die Mcasongen
fast ausschließlich und in erster Linie in Hctracht kommt, in der Umgebung der Ballongondel.
Wir glauben daher, daß die im folgenden an diese Diagramme geknüpfte Diskussion für alle
Kugelballons (die mit hochgenonunenem Sdhleppselle fehren) Goitigkeit haben wird.

Eine Alnveiehunp von der Wirklichkeit soll freilieh nieht unerwähnt Weihen: Dadurch,
daß wir das Feld oben und unten durch starr« Ebenen begrenzen, wird dem System der
Niveaufladien an diesen Grenzen eine ganz bestiininte Gestalt aufgezwungen, was in Wirk-
lichkeit nur am Erdboden und daher bei frei schwebendem Ballon im allgemeinen in so großer
Entfernung der Fall ist, daß dieser Zwang seinen Einfluß nicht bis in diejenigen Gebiete hinein
erstredten kann, wddie fBr die vorliegende Untersuchung in Betracht kommen. Indessen ist
die hierdurch bedingte Störung auch bei uns erst von zweiter Ordnung.

Mißt man ferner das P(itenti:ilg:ef.11U' am R<inde des Feldes, indem man einen dort
angegebenen Potentiaiuntcrschied durch die der WirkUchkeit, nach dem Maßstabe entsprechende
Höhendifferenz dividiert, so sdlte immer dersdbe GelUlewert nimlidi 3 VoltAn heranskoauneii.
M:in findet, daß das nicht immer genau der Fall ist, namentlich nicht in der Mitte der Rand-
partien. Durch die Anwesenheit des der Höhe nach gestreckten Metallkörpcrs werden die
tUveanflachen nadi oben oder unten verschöben; sie laufen am Kande des Feldes zwar wieder
eben aus, ihr gegenseitiger Abstand wtlrde aber erst in sehr viel größerer Entfetnung senau
wieder demjenigen gleichkommen, den sie ohne Anwesenheit des störenden Körpers ein-
nehiMn mflfiten. Indessen ist audi die hierdurdt bedingte Abwddiung der Werte nur dne
untergeordnete.

Tafel I (a. f. S.) stellt den Fall dar, daß das Modell ungeladen, aber wohl isoliert*) in
dem Felde aufgestellt war. Dies enta^cidit dem Ideatfillc» dafi sidi der BbHoo mit semer

Umgebung völlig ins elefcdisdie Glddlgeivldit versetzt hat, aber keine Eigenladung mehr
besitzt und nur dureh Influcnzwirkung oben negativ (bei normalem Gefalle) und unten positiv
elektrisch geladen ist. Dieser Fall wird erst eintreten können, wenn der Ballon eine Zeitlang
in dner Gldchgewichtslage gehalten wurde; diese Zdt kann abgekürzt werden durch die
Wirkung geeignet funktionierender Ausgleicher (vcrt^l. w. u ). Ist dieser Crcnzziistand aber
auch erreicht, so bleiben dennoch, wie man sieht, sehr merkliche Felddeformationen oberhalb
und uamentUdi audi unterhalb des BaUoas flbflg. Am Ballon und seinem Nets' und Tauwerk
bildet sich eine neutrale Zone aus, welche genau mit den angrenzenden Teilen des Feldes
denselben Fotentialwert hat, in der die Dichte der durch Influenz geweckten elektrischen
ObeiflflchenscUcht also gerade den Wert Noll annimmt, von poätiven Werten (unten) nadi

■) Die gute Isolation der ParafnnstOtze bczw. tSas AufliûtigcfaUens spielte hierbei offenbar eine ganx
besonders wichtige RoDe. Trotzdem die Isolation des Paraffins eine vonügliche war, wardc xur Vorsicht
vor VermeMUig jeder einselnen Vertikticn noch «inmai NcU nnd BaUanmodeli rar Erde abgeleitet und ao
der Anfangaaeätand jedeamai «rat wieder hetgcatellt; dasm erat erfolgle das Laden der oberes Platte Z.
Audi hat man darauf an aehten, daft Bldit etwa bei Bestimmung der nahe am Ballon Uegendeii Feldpankte
Uetae WaMcrtrtpfdien die Paiaffinatale hinabrinnen, welche dieselbe stark negativ etetttridefen «QideiL
(Veifl. C W. Lntsi Zeitadir. f. d. pbya. and cbem. Untenriclit ae, »34, t««?.)

192

H. Ebert «ad C W. Lstt,

den necatf^en (oben) übergehend. Im Moddl entspricht sie der eben bldbeBden IfiveftttfUdie

von 97 Volt Diese Niveauflache +97 tritt — einem bekannten Satze") entsprechend — unter
rechtem Winkel ao die leitende Oberfiftche des Ballons, welche einen Teil von ihr bildet,
heran. Man erkenn^ daß diese neutrale Zone etwa in der iUihe des FOllansatzies liegt;
beim „Sohoclce" bildet sie sich 7,8 m unterhalb der Mitte der BuUonkugel aus, ca. 12 m aber
dem tiefsten Funkte der lîrillongondel. Aus praktischen Gründen mißt man aber nicht in
dieäcr Gegend, sondern in der NObe, bei Potentialmessuogen speziell, unterhalb der Gondel

fiâ .. i — ■

Maßslab 1:28b.

Hier aber werden die Niveauflachen, wiewohl der Ballon ladungsfrei ist, nicht unerheblich
znsammengcdrOckt, ein hier gemessenes Gefalle &' muß vergrößert erscheinen, so daß es mit
einem Reduktionsfaktor R kleiner als 1 zu multiplizieren i»t, um das wahre Gefalle @ zu
ergeben. Dem Diagramm I entnimmt man beispielsweise zwischen den Niveauflacbcn 75 und
54 (d. h. 1,96 bis 5,18 m imterhalb des Korbbodens) den mittleren Wert R = 0,426; zwischen
den Pitcben 54 und 33 (den Tiefen 5^18 und 930 m unter der Gondel entsprechend) erhalt
mnn den Wert R = 0,653. In noch gr^ßf-rer F.rtfcrnuncr nähert sich der Reduktionsfnktor R
mehr und mehr der Einheit, der gemessene Wert W' wtirde mit dem gesuchten wahren 0
mehr tind mehr flbereinstimmen. Hat man also zwei Sondenpaare, welche, wie es bei unseren
Messungen meist der Fall wnr, 1,30 m über dem Korbboden beginnen von rund 2,3 und 6,5 m
Länge für dus kürzere I'aar, \ on 6,'» und 10,6 m Lange für das längere Paar, so würden die

*) Vergl. z. B. J. CI. Maxwell, Lehrbuch der EUektrixität und des Magnetismus, deutsch von B.
W«l»»t«iB, I, I 115, 170^ 1SB3.

Digitized by Google

Der FkdbalhMi im alektriidieB Fdd« der Xrde.

193

GcfiUlewerte des ersten Pures mit 0,426 die des linderen mit 0,663 zu ffloltiplizieren sein; im

Mittel betragt der Reduktinnsfaktor 0,fi4, d. h. ilif Potentiiilgradienten selbst würden, trotzdem
der iîaUon seine £i£CQladuag völlig atisgeglichen hat, um fa&t 100 \ zu groß gemessen werden.

Man ersielit hienicis, daß die Andernng des Gefälles infolge der Anwesenheit des
Ballons immerhin noch relativ klein (nämlich im Verhältnis 43 : 6ô) sein kann, und doch die an
den Messungen anzubringende Korrektion sehr groß isL Wir heben dies hervor, um zu zeigen,
daß man in der Tat bei der Anwendung zweier Kolleictorpaare nach dem Börnsteinsdien
Vorschlage auf eine geringe Eigenladung des Ballons schHelten Ic&nii, wenn sich nur geringe
Unterschiede des Gefftllcs zwisihtn beiden Paaren er-
geben, und daß dcniiuch die gcmei»scncn Werte selu' ci-
liebUdi von der Wirklictikcit almeidiea kOnnen.

Aus* dem Diagramm kann man nun aber auch die
Korrektion für jeden einzelnen Tiefenpunkt unter dem
Gondelboden in der Mittelaciise des Ganzen entnehmen;
dazu vorfnhit man vne folçt: Man entnimmt dem Diagramm
fOr die einzelnen in m umgerechneten Abstände, in doien
cBe bezeichneten Niveauflachen die Mittdaclise sdmeiden,
die Spannungswerte in Volt; man erbalt so, wenn man
die Abstände vom Korbboden mit Ii, die Spunnungswerte
mit V bezeichnet, ans TJiapianim I:

h - 0 2 .3.2 9,3 15i4 21,0 m
V 97 7:, 54 33 20 0 Volt.

Diese Werte trägt man in Kurvenpapier ein und legt eine
ausgeglichene Kurve hindurch, ]3ie Neigungen dieser
Kun-e pcßen die vertikale h Achse stellen offenbar die
Gefallewerte &' für jeden einzelnen Punkt dar. So herrscht
z. B. unmittelbar am Korbe ein GefiUle von 97 Volt pro
7,2 m, oder ®' = 97/7,2 = 13,5 Volt/m, d. h. wenn das
Potential in gleicher Weise abfiele, wie an dieser Stelle,
so würden die 97 Volt Spannung sich innerhalb 7,2 m auf
den Wert 0 erniedrigt haben; denn die Tangente an die
Kurve in diesem Endpunkte schneidet die vertikale Noll-
achse der Spannung in dem Punkte 7,2 m. Nutt ist aber
das Gefälle im ungestörten Felde © 3 Volt/m, der Re-
duktionsfaktor R = ©/©' ware also an dieser Stelle: 3/13,5
— 0,22. Das normale Ge^te <S wird offenbar durch die ausgezogene Gerade dargestellt, welche
den Tiefenpunkt h 21 m, der in der geerdeten Platte P (Fig. 1) (V ^ 0} liegt, mit dem
Potentialwert 3X21 — 63 Volt der horizontalen Spannungsachse verbindet.

In dieser Weise erhält man für die anderen Üurchschniitspunkte der Niveauflächen in
deo Helen h -'2;^ und 9ß m, für welche in Flg. 4 die Tangenten geseidmet sind, <fie Werte:
9 = 8,2; 5,2 und 3,9 Volt/m, daher die Reduktionsfaktoren R - 0,37; 0,58 und 0,77.

Späteren Vergleiches halber seien noch für einige Zwischenwerte die an die Beobach-
tungen anzubringenden Korrektionen hier berechnet und zusammei^resteilc:
h=0 1 2 4 6 8 10 m
<ä' ^ 13,5 10,2 8,2 5,7 4^ 4,2 3,8
R - 0,23 0^ 0,37 0^ dfii 0^72 0^79,
ia wddie, -wie man Idcbt siehl^ die vorhin henut^gegriffenen Werte sdir gut MndnpaMeo.

Digitized by Google

194

R Ebert and C W. Lut«.

Wenn man annehmen kann, daß bei den Messtmgen sich die Ballonladungcn tatsfldilidi

ausgeglichen hatten, so krinn man daher itas DIap:r:imm tiazu benutzen, um die Reobachtungen
nuchtrflgUch ru reduzieren, und kiinn dadurch eventuell allere Meüüungsreihen noch retten.
Man aetchsM in das Dtagnunm, dem Maßstabe entsprechend, die KoUektorenenden ein und
entnimmt der Fijrur 4 die Reduktionsfnktoren in der erwilhnten Weise.

FreiUch muß man dabei etwas vorsichtig sein. Ob man diese Reduktion tatsachlich
vomdunen darf, hangt ja, wie mehrfach erwflhnt^ wcseotlidi dav^on ab^ ob die dem Diasrniuie I
zugrunde liegende VonmsKetzung bei den Messtugen zutraf Oder nicht, nflmllcb, daß der Ballon
keine Eigenladung mehr besaß.

Die Tafeln II imd ni am Sdihisse der Abhandhtng zeigen die durchgreifenden Verände-
rungen, welche in dem ganzen Felde eintreten, sowie das Ballonmodell auch nur eine geringe
Ladung erhalt, im Falle der Tafel Q entsprechend einer PoCentialerhühung auf + 20 Volt, im
Falle in einer PotentÎBlyertiefang auf — 20 Volt Das ModeU M (Fig. 2) war hierbei durch den
horisontalen metallischen Träger tt mit dem einen Pole einer Akkumulatorenbatterie verbunden^
deren anderer Pol an Erde lag. Der senkrecht zur Längsseite des Feldes hereinführende Leiter tt
wird zwar die Niveauflächen in seiner ünigcbunij deformieren, doch reicht diese Deformation
nicht Iiis zu unserer L<lngsschnittcbenc 1, 1, heran. Dies wurde daran erkannt, daß sich fOr
die linke Feldhfllfte ganz das ylcii-he Bild er^ab, s^leieligültit;. ob der Zulcllun^;sdraht quer
durchs Feld lief, oder der Länge nach durch die rechte l'eldhalicc hindiu-chgcfUbrt wurde.

Die tdtende Oberfllcfae des Balloits befindet sidi ht diesen Fallen im ^Monoogs-
glciihgewirhfe mit Niveauflächen, welche weit unterhalb derjenigen licp;cn, welche seinem
mittleren Orte im luigestOrten Felde entsprechen wUrde. Freilich ist bei der Übersetzung in
die Wirklidikdt nicht zu vei^essen, daß dort die Idtende VerHndunf , welche den Ballon an
die genannten Nivcauflachcn anschließt unter Zwist henschaltun^i eim-r .Anordnung, welche die
SpannungssprOnge dauernd aufrecht erhalt, wie es im Modelle die Batterie tut, nicht existiert.
Vidmehr stellen die beiden in den Diagrammen U und ni dargestellten Feldanordntmgen den
Fall dar, daß der Ballon so rasch sich erhebt, daß die in der tieferen Gleich^ .\ : htslage
ausgebildeten Ladungen noch nicht Zeit hatten, sich gegen die Umgelmng auszugleichen und
den neuen in den höheren Scliichten angetroffenen Spannongsverhâltnîssen im Felde anzupassen.
I>er Ballon zieht dann gewiS-scrmaßun tieferen Luftschichten angehörige MveaufUcbea mit
Sidl empor, dieselben, wie man ^ieht, nicht unerhebUch dcfoi niierend.

Bei III schneidet die untere i^latte, welche ja durch die hier angebrachte Erdleitung
anf dem Potendaie O erlialten wird, lüit ifeleren Peldpartien ab; in WirkUddteft würde die
unter der Platte liegende Niveauflüchc - 20 \'olt emporgezogen werden und schon die nächsten,
— 19, — l» usw. Volt entsprechenden Niveauflächen würden mit Uber den Ballon hinwegge-
hoben werden. Ferner eilcennt man leicht, daß in \K^klidikeit die NivcaafUchen oberhalb des
Ballons nicht so stat k zusanuncn>:epreßt sein werden, wie hier, wo die dem l'otentiale 4-210 Volt
entsprechende Fläche starr ist und daher nach oben liin nicht ausweichen kann.

Trotz dieser Abwelchongen im einzelnen fahren gerade die beiden Diagramme II und ID

recht eindrücklich vor Augen, wie man jedes 1,'rteil über die Beziehung der unter
der Gondel etwa gemessenen Fotcntialdiffercnzcn zu den im Luftmeere wirklich
Statthabenden rerliert, wenn man über die eventuelle Eigenladiine des Ballons
nichts weiß.

Es war daher ein Uberaus glückhcher Gedanke, der zuerst bei den Gttttinger luftelek-
trischen Führten konsequente DurcbfOhnmg erfuhr,') dem Ballon dauernd ein bestimmtes

■) Vei|l. F. Liak«, «. a. 0. S. sa. H. Gerdien, Cött. Msduicihteii 190«, Heft 4, & a»» «ad ($05,
H«ft ), S. s; ucb bei deo Bemrea KOnchner liiAcIdttviicheii Fnbrten «nfdM cAwgieidier* verwendet

Dar VMbnllon im «MklriwIieB Felds der Erde.

195

Potential seiner näheren Umgebung aufztizwinpcn, und den ganzen Ballonkörper selbst ge-
wissermaßen als grolea Kollektor zu Ixlumdcln. Dies geschiebt dadurch, daß mun an einer
Stelle einen WasserspritzkoIIektor Ll;iufrnil in FVti ic-b ethriU. Dadurch wird, faîls ilt-r Hallon
nicllt zu lastlic Vertikalbcwtgungen auslührt, und der Spritzkullektor genügend rasch aus-
gkidiend wirkt, tun eventuetle Ladungen wo. zerstreueiv dliesit SteUe in das Poientialgleichgewidit
mit einer bestimmten Ni%'eaufläohe versetzt. Es wird dies diojeni|re Niveaufläche sein, welche
sich der ganzen Konfiguration der umgebenden leitenden Massen entsprechend nach derjenigen
Stelle hinzieht, an welcher sich der ans dem Kollektor aosspritzende Wasserstrahl in ebizdae
Tröpfchen auflöst; cknn auf dieser AMösun^j geladener leitender Partikelchcn beruht ja die
ausgleichende Wirkung der Kollektoren, die demnach nicht ,3<unniler", ' sondern, besonders
dum, wenn sie die hier erwähnte Pnnktion ttbemëhmen, „Ausgletcher** genannt werden sollen.*)

Mit der Anbrinkjuns < int s solchen „Ausgleichers" am Ballon tritt die Methodik der
luftelektrischen Mcssimgcn im Freiballon in ein ganz neue» Stadium, und es war nun von
besonderem Interesse, den Verhraf der NiTeaulinien in der Umgebung des Ballons audi fOr
derartige Fälle zu studieren.

Nicht unerhebliche Schwierigkeiten waren hier zu Überwinden, um an dem Ballon-
modell dauernd einen solchen Spritzkollektor in Betrieb zu erhalten und doch Isolationsmangel
hintanzuhalten.

Zunüdist wurde die Messinghoh1kug*cl, welche die Ballonkufcl darstellte, so einge-
richtet, daß ihre obere Hallte abnehmbar war; die untere Haltte erhielt einen Boden, durch
den dn dttnnes MessingrOhidieii (mit seinem Ende etwas aher den Boden hervorragend) ehi-
gclötct wurde, welches durch die Ballonhtlllc nach außen fohrtc und hier in einer feinen Öff-
nung endete. Wurde der Raum der unteren Halbktigel über dem Boden mit Wasser gefüllt,
SO besaß das Wasser ehien genOgenden Druck, um als dflnner Strahl, der sieh alsbald zu feinen
Tröpfchen auflöste, auszufließen i'ohne sich an die Ausflußröhre kapillar anzuhangen i. Da der
Querschnitt des Wasserbehälters ein relativ grofier war, wurde wenigstens wahrend einer ge-
wissen Zeit dn glddifOimiges AusffieSen erzielt bdessen rddite der Wasservorrat in der
Ballonkugcl kaum zur Vermessung einer Vertikalen aus; denn bei längerem Betriebe änderte
sich die ZerfallssteUe des Strahles mit der almehmenden Druckböhe imd damit die Feldkon-
{^ration (wenigstens in der Nahe). Es wurde daher ehie andere Anordnung getroffen, die
aber, wie vergleichende Messimgcn ^cig^ten, doch gleiche LUldet der Niveauflächen lieCetteii
War si hon früher konstatiert worden. d;di ein seitlit h, hoiizontal aus dem Felde herausge-
zogener metallischer Trager tt i,i'ig. 2> den Nivcauünieu verlauf in der vertikalen Abbildungs-
ebene nicht stOrt (vecgL oben S. 187), so konnte jetzt dieser Trager auch ebensogut durch
ein dünnes Metall r oh r ersetzt werden. An einem außerhalb des Feldes auf Paraffin gut isoliert
aufgestellten weiten Wassergefaße W (Fig. 2 oben) war diese lange horizontale Wasscrzuleitungs-
mhre tt befestigt, wddie gleldizdtig das BaDonmodell M frei in der Mitte des Feldes sdiwebend
erhielt. Bei dieser Anordnung fiel das Iflsti^'e Nachfüllen weg, das Modell brauchte wahrend
der ganzen Vermessung nicht von der Stelle gerUckt zu werden, und der Auflösimgspiuikt
des Wasseratnddes «iiieit sidi daueitid in deiaelben Hobe.

Um etwaige Störungen durch die auf die geerdete unlere Phitte P (Fig. 1) atiftrefEenden

■) Man könnte vicOticfat dat Bedfiaken erheben, ob nicht durch das Zcrstiuben eines solchen
Waaaentrahles nene SlSraiigeii, etwi nll»n|i-elektriKher Art, wieder eingeführt wanden. Bei diieklCB
daMn sietenden VenachcB hn Labontorimn konnten demtlRe StOrani^ v&dA wahrgenoranwii «erden;

höchstens traten Sfianninifjcii im Rctr.ijjc gcu Chnlichcr Kont,iVt]HnlcnliritiIiflrcrcn2cn, also im Betrage von
Bruchteilen eines Volt auf, wie sie aach C. Nordmann (Compt. rend. 143, 636, 1906) für Uuüichc Fälle

koHtstterte.

196

K Eb«rt and C W. L«ti.

und bier zerspritzeoden Wassertropfen za verboten, war aof dieser ein Tudi ansgelyreitet; es

ist bekannt, daß hierdurch der Zerspratzungscffckt {die Entstehiuig tier sog. Wasserfallelek-
trizitat in Folge des »Xenard-Effektes", das ,^plasbiiig-Pbanomen") so gut wie voUkommen
gedämpft wird.

Mit einem solchen Ballon mit W'asscrspritzausgleicher im künstlichen Felde sind iSe
Diaiirammc IV und V erhalten worden. In beiden bczt ichiiLt da^> kleine Kicuz f ■ ) links unter-
halb des Ausflußröhrchens die Stelle, wo sich der bis dahin kohaerente Wasserstrahl in
TrOpfcben auflöste, wo also der Ausgleich stanfand

In IV war die Anordnun? so grtr* fffon, daß diese AusgleichRstelle prcnati in derjenigen
Höbe lag, in der bei I, also bei ungeladenem Modell, die nicht deformierte, der neutralen Zone
cntsprecbende NiveaufUtebe dnlief. Diese entspracb dort dem Potential-roveau von 97 Volt.
Man sieht aber, daß beim Arbeiten mit Ausi;leichcr der N'ivcauflrichcnverlauf ein total anderer
ist; die Niveauf lache 97 geht jetzt Uber die Ballonkugel hinweg; aucb die tieferen Niveaus
änd nodt Ober den Ballon hmweggezogen; dementsprechend rfldcen die anderen Niveauflacben
nach, und erst die Flilche mit • 77 Volt zieht sich in ilie Ausgleiehsstelle hinein' Die Gesamt-
oberflAche des leitenden Ballons mit allen seinen leiten^ mit ihm verbimdcnen Teilen muH also
zu emer Niveauflflcbe von der PotentialbObe + 77 Volt werden. Es war von Wicbt^keit, diese
Konsequenz direkt zu [ i i f i. Zu diesem Zwecke wurde bei aufgehängtem oder auf der Fa
raffinsaule stehenden Modell ein Draht seitlich in der Richtung tt (Fig. 2) bis an das Modell
horizontal berangefuhit; außen wurde ein Hilfselektroskop (von kleiner Kapazität) ange>
sdUossen. Nachdem der Altsgleicher eine Zeitlang funktioniert hatte, wurde schließlich immer
die Spanniintî 77 Volt von dem Riektroskope nnsre/eigt. NVieh bequemer ließ sich das Auf
laden des Modelles bei der zweiibesprochenen Anordnung verfolgen, bei der das Modell an
der Wasserzuleitung tt von dem größeren, aufierhalb des Feldes aufgestellten Wasserreservofr
W cctrap^en wurde. Dasselbe war direkt mit dem ïïlektroskope E ., verbunden. Hatte der Aus-
gleicher genügend lange Zeit gearbeitet, so daß sich ein dem Diagramm entsprechender Niveau-
linienverhntf eingestellt Iiatt^ so war auch immer das zu erwartende Potential von + 77 Volt
auf dem, ein leitendes System bildenden Ganzen: „Balton-Rohileitimg-WasseiTeserFalr-SleiktnH
skopinneres" erreicht.

Betrachtet man das Diagramm IV naher, so f&Ut auf, da< audi an der dem Ausglcidier
gegenüberliegenden Stelle die Niveauflache 77 heranrückt, und zwar fast ganz genau in
dergleichen Höhe und mit der gleichen Biegung, wiederum senkrecht gegen die Leiterober-
flädie (vergl. oben S. 192 i einmündend (was durch direkte Messungen noch ganz besonders fest-
gestellt wurde, vergl. die eingezeichneten Reobachtungspunkte redits). Dadurch, daß man also
nur an einer Seite ausuleieht, wird keine Ufipleichhcit eini^eführt; wepen der allseiii^^^ii Sym-
metrie der Leilericile um die Vertikaluchse herum bleibt auch die Symmetrie der iSiveauflächen
erhalten, wir finden audi Ider den Verlauf dieser FUdien durch Rotation derDiagrammlinien
um die Mittelachse. Dies ist ftlr die Theorie sehr wichtig, nicht minder fflr die Praxis, da sich
zeigt, daß wir mit einem Ausgleicher ausreichen, wenn derselbe nur genügend intensiv arbeitet.

In der Umgebung des Ausgleidiers gdien die Nivcanflftdien stark anaebumder; das
Feld ist hier ^esehw.ieht. es würden slcb in dieser R^OD Werte für den RcdnktionsfalGtor R
ergeben, die größer als 1 sind.

Vor allem interessiert natOrlich die Fläcbendefonnation unterfialb da- Gondel, da ja
dies das Gebiet ist, in dem wir imscre Messungen anzustellen pflegen. Hier werden die Niveau
Mcben stark zusammengedrttckt, es werden zu grofie Gefalle voigetauscht, der Reduktions-
faktor R muft kidner als 1 sem. So ist er in der Tat z. R zwischen den Flachen 75 und 54
((^64 bezw. 2,34 m tmter dem Korbboden) nur 0^; zwisdien den Nivcftva 54 und 33 C2^

Der FnllialloB Im dclitriiflwa F«ld« der Hude.

197

if fi) » « so K îa

ixnr. 6,94 m nnteftadb der Gondel) ist R >- 0,766, zwischen 33 and 20 (6,94 und 11,5 m) aber
bereits = 0,954, die gestörte Feldintensitat ist nur noch um ca. 5*'» kleüier als die wahre.
Anderseits fällt aber auf, wie seitUcb neben der Gondel die Niveauflachen stark emporgezogen
sind infolge der Fekkteformation» welche der Ausgleicher hervorruft. Die zu ihnen senkrecht
stellenden Kraftiinl«! Untfen Uer andi sdioa In gMßettr Entfemnnff fasn horitontal spegen
den Korbrand heran.

Dieses Emporztehea bedingt ein Auflockern der Flachen, das sich auch in die
tieferen NiTeaus hinab erstreckt.

Vollkommen deutlich erkennt man dies freilich erst in dem Diafnimm V, bei dem
der Ausgleicher tiefer gesetzt und etwas oberhalb des Ringes angebracht war, genau 7 m
oberhalb des Korbbodens. Aufierdem war hier an das Ausflu<rOhrdien ein horizontales
Stück angesetzt, um den Strahl wagrecht zu richten. In dieser Weise wird man auch in
Wirklichkeit verfahren, um in der Gondel nicht durch das herabsprühcndc \V asscr belastigt
zu werden.

Auch hier kommt in die Lage der neutralen Zone keine
ünsymmetrie hinein, imter sowie oberhalb derselben erweist sich
ebenfalls alles als völlig symmetrisch. Das Modell setzt sich mit
den Niveau von + 57 Vott ins Spannungsgleichgewicht.

In diesem Diagramme V sieht man das Aii*'o' kcm der
Niveauflachen sehr deutlich, welches sich hier auch unter die
Gondd hin fortsetzt, IBerdordi tritt nun der sehr merkwürdige
und fflr die Praxi5^ der Potenfialmessungen überaus wichtige Fall
ein, daß beim Hinabsteigen unterhalb der Gondel der Re-
dnktionsfaktor R erst kleiner als 1 ist, dann aber großer
als 1 wird.

In der Tat hat R zwischen dem Niveau 54 und 33 (0,42 und
5,4 m unter der Gondel) im Mittet den Wert 0,729; zwischen 33 md

20 {5,4 und 9,2 m) den Wert 0,891, zwischen der Nivcauflflche 20
und der Platte P aber den Wert 1,47. Freilich würde dieser Wert
bei weitem nicht so groß ausfallen, wenn nicht die Platte P das
Feld hier imten begrenzte, sondern wenn Flachen tieferer Potential
niveaus nachrücken könnten. Tragt man auch hier die den Hefen-
werten h entsprechenden Fotentialwcrtc V:

h =a 0 <M3 5,4 93 m

V = 57 54 33 20 Volt
wieder in eine Kurve, Fig. 5, ein, genau so wie es mit den der
Tafel I entnommenen Werten in Figur 4 geschehen ist, so erholt
man eine Kurve, welche zuer.'Jt ein sehr starkes Gefalle zcic:t, ent-
sprechend dem sehr dichten Zusammendrängen der Niveauflachen
unter der Gondel; so erhlllt man für die unmittelbare Umgebung
dersdben (vergL die an den obersten Punkt der Kurve gelegte Tangente):
&' =- 57 Voltj7.6 m - 7,5 VoIt/m und daher R - 0,40.
Rasch nimmt aber das GeftUle ab (R nflhert sich der Einheit) und zwischen h — 8 m
xmd h 10 m wird es praktiscll genau 3 VoU|m (R 1), d. h. gerade so groß wie im freien
Felde. Weiter unten geht es sogar unter diesen Wert herab (Auflockerung der Niveauflächen),
so daß CS etwa bei 15 m den Wert 0' -= 2,8 VoU/m, einem R = 1,07 entsprechend annimmt.
Was den weiteren Verlauf dieser Kurve betrifft, so kann hier die Erwägung als Führer

R«. S.

Digitized by Google

196 H. Ebert vaà C. W. Lvti.

dienen, daft ja in grSBerer Entfemnng, in der die Störungen dordi den Ballon nnmerUlch

werden, das normale Gefälle von 3 Volt fm wieder eintreten mufi, daS die Kurve demnach eine
Neigung annehmen wird, welche diesem Gefallewert entspriclit ; ste miß dahei der den Hefen*
punkt 21 m mit dem Potentialwcrtc 3 X 21 — 63 Volt verbindenden ausgesogenen Geraden pa-
rallel werden. Dies ist freilich, wie schon erwähnt, in unseren) Modelle bOdistens im untersten
Funkte fli ■- 21 m) mßfclich. in welchem wir ja die untere starre Beçrrenzunersflriche des Feldes
durch die Erdleitung dauernd auf dem Poientialniveau Null erhalten. Würde diese Flache nicht
da sein, so mflAte 4Ie Kurve etwa dem gestridieltea Verlaufe fo^;en; jedenfalls muft sie hier
unten einen Wendepunkt aufwei«;en.

Für uns wichtig ist vor allen Dingen der Nachweis, dali hier das Vorhandensein einer
RcgUm angezeigt wird, In der R <" 1 ist. in der also das gemessene Gefitle 9' genau
dem wailren C5 iK>. ungestörtt n Ft-Icti-s gleichkommt. WirJ das Ft-ld verst.lrkt, so
rücken die Niveauflachen enger zusammen, aber die bezeichnete Region bebalt
ilire Lage relativ zum Ballon bei In sie hinein mflssen wir die potentfal-
messenden Apparate bringen.

Die Lage dieser störungsfreien Region ändert sich mit der
Hobe des Atisgleicbers. Far eine gegebene Ballonform and fOr eine
gegebene Lage des Ausgleichers ist sie aber eindeutig bestimmt fflr
alle Gefalh \s'crte

Gerade diis k-utero ibl überraschend, und es ist dulicr von Interesse,
nachzusehen, ob ähnliches auch von der Theorie, wie sie für gestrediie BUp-
aolde im homnpcncn !"cldc entwickelt worden ist, angezeigt wird.

Vergleich mit der Theorie. — Ein verlängertes leitendes Rotations-
eUfpsoid, Fig. 6, mit der horizontalen kleinen Halbachse a und der vertikalen

großen Halbachse c, also der Exzentrizitilt e J'c* — a* werde in ein homogenes
elektrisches Feld trihraeht, dessen Feldkraft (PotentiutgefülU:) vertikal nach
unten {positive z Kichtung) gerichtet scL Alsdann herrscht in der Entfernung z
(z > c) vom EUipsoidmittelpunkte auf der vertikalen Mittel- (und Symmetrie-)
Achse ebie gestörte Fddkraft welche nach Benndorf (B. S. 428) den Wert besüat:

wo I eine Konstante:

* Pc ^ e» c — e

und B die Eigenladung des Ellipsoides i^i.

Man sieht, daß dieser Ausdruck so lange völlig unbestimmt ist, als Ober diese Ladung
E nichts Näheres bekannt ist, ganz in Obereinstinunung mit den oben S. 194 im Anschlüsse an
die Diskussion der Diagramme n und III angestellten Betrachtungeo.

Bringt man aber in emer Kitfenmiv z, (o ^ s« ^ unteriiaSi derEUipsoidmitte einen

„Au^sk'*"!* ht^r" von cfenügender Wirksamkeit an der Außenseite des ellipsoidischen Leiters
an, so wird hier die Ladung allmählich völlig ausgeglichen, so daß an dieser Stelle keine Potenüal-
untersdilede gegenllber der Umgebung mehr bestehen, es wird hier also eine Zone von der
Ladungsdichte Null geschaffen. Alsdann ist das StOrungsproblem lösbar. Es wird nflmlidi:

Benndorf fOhtt nun als sog. Störungskoeffizieaten |i den Quotienten (9-^9^9 ehi, so daß

Digitized by Google

Der FkwiMlIoii im eldttrifchea Fdde der Brde.

199

1 / J_ 2z _ J_ z + e _ 'Jz„ \
^ T'Vc' z' — e* e»^ ^^z-e c'(z' — ë')/

wird. Dieser Koeffizk'nt steht mit dem hier eingeführten Reduktionsfaktor R (bei Benii«
dorf mit F bezeictmet) augenscheinlich in dem Zusammenhange

wofür man bei kleinen Werten von ^ auch setzen kann:

R = l — M.

Orodct wui die EntfemniiB z« ab Bruditd] e dert«DgenB«lbad»e c ans, «o daft tjc -> « sesetzt
wird |0 ^ e ^ l)k so ninmit |i dea Wert an :

2zce — 2te' z + e

c(2' - e') ~

" 5e 7"; c + e

Benndorf bat nun für einen bestimmten Fall, nämlich für e 9 m, c = 12 m, also
a — 7,93 m for versdiledene Wert« des echten Braches € die GrOfie der StOmng m für ver-
schiedene Tiefen h z - c': imtcr dem tiefsten Punkte des Ellipsnides berechnet und in einer
Tabelle (S. 431) zusammengestellt. Aus dieser sowie aus der beigefügten grapliisdien Dar-
stellung (S. 430) ersieht man nun sehr deutlich de Wiilrang des „Ausglcichers". Ist derselbe
selu" hoch angebracht (z» und t klein\ so wird im Beobachtungsfelde unterhalb des Ellipsoïdes
fi positiv, d. h. R icleiner als 1, imd zwar um bedeutende Beträge von 0 bei ^ imd von 1 bei
R abweichend in der Nähe des störenden Körpers: die Niveauftflcben sind stark zusammen-
gedrängt, man würde niunentlich in der Nclhe des Ellipsoides viel ZU große Gefälle messen.

Wird der Ausgleieher tiefer :ini,'ebraL-ht (z, und e icrößcrl, so werden die Störttnfren
geringer, und hier tritt nun cbcntalls die überraschende Erscheinung auf, daü n durch Null
hhidarrhgdiead negative Werte annimmt, d.b. daA der Redtdtdoasfskior R gröier als 1 werden
kann, d.h. daß eine Atiflockenine: der Niveauflächcn atiftritt, daß die gestörte Feldinten-
sitat ®' geringer als die ursprüngliche wird. Ist in dem angeführten Beispiele der Ausgleicber
in einer Zone tätig, wddie 43 m unter der Ellipsoidmitte liegt (e — 0,4), so ist |i positiT in
dem Bereiche bis h = 8,6 m hinunter und wird von d:i an negativ, 80 d&fi l)ei h *^ 8,6 m eine
Rc^on liegt, in der keine Störung mehr bcmerklich, @' ~ @ ist

Das mericwOrdige Resultat onserer Diagrammausmessangen S. 198 wird also dnrdi die
Theorie bestätigt: Man kennt die ßallonladung nicht, weiß nicht, auf welches Potential der
Ballon durch den Ausgleichcr geladen wird, und kann dennoch den Reduktionsfaktor R für
eine bestimmte Region genau angeben, ja kann sogar eine Kegion bezeichnen, für welche eine
Reduktion überhaiiiit nicht mehr nötig ist.

Unser Kurvenmateria! setzt uns aber weiter noch beim Vertrleiclie mit der Theorie in den
Stand, dasjenige Ellipsoid ausfindig zu machen, weiches in bczug auf die Reduktion
R unterhalb der Ballongondel einem gegebenen Ballon am nächsten kommt

Knüpfen wir zunächst an den Fat! an, daß ohne Ausgleichcr gearbeitet wird, daß sich
aber der Ballon mit der Umgebung in das elektrische Gleichgewicht versetzt hat, also
den Fall, der durdi das Diagramm I dai^estellt wirdt Ein Ellipsoid wOrde im homogenen
Felde unter diesen Umständen gerade in der Mitte die neutrale Z<ine annehmen; für diesen
Fall ware also z, 0. Soll der Ballon demnach durch ein verlängertes Rotationsellipsoid er-
seittt werden, so mtiß dessen Mittelpunkt gerade In diese Zone versetzt werden. Wie sdion
oben & 192 etwitant watde, treiben dann im vorliegenden Falle noch ca. 12 m bis za dem

Bciti^ avFllffgi dar Mat AMifiliiic O, XS

Digitized by Google

R Eberl and C W. Lvtx,

defeten Punkte des BallonkOrpers, bte zun Korbboden Vbi^ Es Ist also c 12 m zn setsen.
Sucht man ferner dasjenige Ellipsoid, welches bei dieser Lage and groficn Halbachse c die
BaUonkngel gerade noch mit umhallt, so ßndet man ziemlich genau a <= 8 m, also ein Halb-
8cfasenverhä!tiiis a/c = 2;f3 und eine Exzentrizität c ungefähr gleich 9 m. Ein solches Ellipsoid
ist in Fig. 6 dargestellt; gerade dieses Ellipsoid hat aber Schon Schiötz (a.a.O. S. 9),
spater Linke (a.a.O. S. 18; und Benndorf iB. S. 42'5i ihren nttmerischen Rechnungen zu
Grunde gelegt; durch unsere Messungen wird also gerade diese Annahme nachträglich
noch verifiziert für Kuffelballoiis von laoo m* (Unke) bis 1700 m' Inbalt (Le Cadet, fflr
dess«) Ballon Schiötz die Rechnung durchführte ; dcrSohnckc mit 1440 m' steht dazwischen.

Hiemach kann man nun aber auch z. H. die von Benndorf ermittelten Reduktioo»-
fektoren mit grofier Aimflhenin^ fOr derartige Ballons in Anwendtmg bringen. Für den Tor-
Uegenden Fal! sind dit- Werte- fttr u aus der ersten Zeile der Benndorfsrhen Tabelle ffür
z, » 0, e 0; oder der entsprechenden Ktu~ve für z, <= 0 2U entnehmen. Mit Kücksicht darauf,
dafi nach & 199: R <» lf(l -f p.) ist, findet man für die ersten 10 m âSe folgenden Redoktlonswerte
nach Benndorf, unter welche wir in Klammem die von uns auf Grund der Tafel 1 VOd der
Fig. 4 in der oben S. 193 angegebenen Weise ermittelten Werte von R setzen:

Man sieht, daß die Übereinstimmung öbcrrascbend jn't ist.

Gehen wir zu dem Fall Uber, daß mit Ausgleicher gearbeitet wird, so ist in Diagramm V
gerade der Fall zur DarsteOnng gebracht, den Benndorf (B, S.433) als den fflr «inen Balloa
von 24 m Gesamthnhe ' r = 12 m) und l'i m Durehmesser (a = 8 m) am geeignetsten empfiehlt,
nAmlich jener, bei dem dco- Ausglcicbcr 7 m aber dem tiefsten Punkte der Gondel li^;
ersagtdarflber: „es wird dann zwisdien h = 8in nnd h = 10m |i = 0 nndzirisdien b = 10m
und h ^ 20 m |i —0,08 bis — 0,04". Dies ist aber nun gerade das» was Oben S. 197 bei der
Diskussion dieses Diagrammes bereits hervorgehoben wurde.

Zunächst ist nftmlidi das scheinbare Geftlle ^ sehr groß; nach der Benndorfschen
Tabelle ist ftlr h = 0 der Wert von p. für unseren Fall (z, ^ 12 — 7 = 5 m) gleich 1,50, woraus
ein R 0,40 folgt, derselbe Wert, der sich aus der das Diagramm V begleitenden Kurve,
Fig. 5, abgreifen läßt

Zwischen h = 8 m und h ^ 10 m gdit |i durch 0 hindurdi, R wird gleich 1 ; den von

Benndorf angegebenen Werten fx ^ —0,08 bis n == - 0,04 entspricht ein R zwischen 1,W und
1,04; wir konnten oben mit gcntkgender Sicherheit etwa R — 1,07 interpolieren. Tiefer unten ist
mch in der Benndorfschen Zahlenreihe der Wendepunkt angezeigt; scbBeBlidi wird der
Störungskoclfizicnt n sehr klein, das ungestörte Feld und das normale Gefalle setzt wieder ein.

Die Übereinstimmung ist also so gut, als man es Oberhaupt nur erwarten kann; ins-
besondere kann hiemach die Existenz, Lage und der Bereich der störungsfreien
Region auch beim Ku^elballon mit seinem Netz, Tanwerk und der Gondel als ge-
sichert angesehen werden.

Folgerungen fflr die Praxis luftelektriscber Messungen. — Durdi die vorher*
gehenden fietttKbtungen ist die Beschaffenheit des etekbisüicn Feldes in der Umgebung eines
Freiballons genauer fe^tgestellt worden. Die Folgerungen, welche sich daraus in bezug auf
die Potentialmessungen ziehen lassen, sind bereits des Näheren erörtert worden. Es fragt sich
mm nodi, wie die anderen hifteiektcischen Elemente dnrdi die unvenneidliclien Fdddefor«

h-0 1 2 4 6 8 10

11 - 3,27 2,14 1,49 0,84 0,53 0,36 0,26
R a» 0,23 0,32 0,40 0,54 0,65 0,74 0,79
(^)»(0;22) (0,29) (0,37) (0^) (0^) (0,72) (0^79).

Dar Fnitwlk» Im «lâtritdwB Pdde der Brde,

201

mationen beeinflußt werden. Hier interessiert namentlich die Frage nach der lonenfflhrung
Jn der unmittelbaren Umgebung dts Ballons, vor allem in derjenigen der Gondel.

Seith' : haben im Freiballon die fodgenden GrOAen den G^enstand ansgedebntarMe»
sungsreihcn geoUdet:

1. die lafkdektrisclie Ze r rtre um ig;

2. die Zahl der freien Ionen in der Rftttmdnhdt oder die loneodidite;

3. die elektrische Leitfähigkeit.

Aus LeitfiUiIg^t and PotentUgeflUle wurde die Intensitftt des vertikalen loncnstromes

von H. Gerd! en berechnet.')

Es war von vornherein zu erwarten, daß ollu diese Grüßen ebenso wie die Gefälle-
werte dordi die Anwesenheit des BaltonkSrpers mehr oder weniger gestört werden, selbst fOr

den Fall, daß man fOr einen Ausgleich allenfalsiger Higenladungen des Ballons gesoi^ hatte,
dieser also nur der Influenzwirkung von seilen des Erdfeldes ausgesetzt war.

Was znnËdist die Zerstreuungsmessungen betrifft, so ist man sich darüber klar ge-
worden,*) daß man hier k klcr W et tc erhalt, die in nicht genau angcbbarw Wdse mit den

den elektrischen Zustand der ümgebunt; definierenden Bestimmungsstacken zusammenhangen.
Dies gilt besonders von Messungen im l-reiballon mit dem Eis ter-üei te Ischen Apparate in
der ursprünglichen Form, worauf schon (itiher hingewiesen worden Ist*)

Man ist daher dazu flbcrgecranjjon bei den Bestimmtinpen 2> und 3) bestimmte I.uft-
Volumina zu aspirieren; man kann dann die bezeichneten Großen auch in absolutem Maße
besthnmen.

Was die Ionisierung der Atmosphäre im allgemeinen betrifft, so kann es heute wohl
keinem Zweifel mehr unterliegen, daß auch in den höheren Scbiciiten des Luftmeeres sich
fortwährend Ionen neu bilden durch die Wh-ksamkeit derselben Agenden, welche die Ioni-
sierung der Luft auch in der Nahe des Erdbodens im wesentlichen zu unterhalten vcrmügen:
der gasförmigen radioaktiven Emanationen, namentlich derjenigen des Radiums. Ver-
achiedeiie bei dner der letzten MOnchner Fahrten atis der Hohe mitgenommene Luftproben
xe^ften sogar quantitativ einen Emanationsgchalt der höheren Schichten, welcher der GrOßen-
ordnuns; nach nicht wesentlich von demjenigen der unteren Schiditen abwich. Durch das
ZirkuUiionssystem der Atmosphäre und durch Diffusion wird die in der Hauptsache den Erd-
kapiUaren entsteligende Emanation audi den oberen Sdiichten zqgefOhrt«)

In 1 sec mOprcn in der Region, welche der Ballon einnimmt, q Ionen pro cm' gebildet
werden. Die vorhandenen Ionen verschwinden einerseits durch Wiedervereinigung; die

Uierdnrcb bedingte Verminderung der lonenzabl ist — onn, wo « der Koeffizient der Wieder-

verefnigung, n die Anzahl der positiven, n dlejetrige der negativen Ionen pro cm* (die Ionen-

•) H. Gerdiea, Hsclir. d. GO*töngtx Gea. d. Wifi. ]Hitii.-iil»7i. Kl. 190J Hsft 6 and 1904 Heft 4 und
ia der AiMti M smiimea der Dichte des vertlknl«» elektriwhen L«i.tiniBa«tnnnM te der firtien AtuaspUie
bel der BallonfUiit vom it. V. 1905. 1945, Heft 3, t.

•1 Vert;!, vor alk-m: H. Schcriti^;, Der Ehter-GL-itclsche Zcrs'.rcuim^'sîipparat und ein Versuch
qiumtiuitivcr atisülutui: Zitrsitreuyugsfflessuni;. tnaag.-Oiss. Göuingen, 1904; and Ann. ü. Phys. (4), 20, 174, 1906,

*) Vcr^;!. H. Ebert, Messungen der ddctritciws Zerstreuung im Freiballon, Sitz.-Bcr. der MQnchncr
Akad. d. Wim. matbeak-phyi. Kl. 30, Heft i, Stt, 1900 und n, Heft t, 35, 190' > s-B. kamt utu den bei der
dritten Fahrt erhaltenen «boom hohen Werten der Zentrenangtkoeffitlenten noch kete ScUbB la beng anf
dea loaea^ehalt oder die GrOße der LeitRihigfceit der durchfahrenen Loftacblchten geiogcn werden,

*) Unter den „hSheren Schichten" der Atmosphäre sind hier diejetrfgen verstanden, welche noch
vermittels bemannter Ballons der Krforschunj; zugänglich sind. Es ist natürlich nicht ausgeschlossen, daß in
den höchsten Schichten dea Laftmeeres, in denen sich etwa die FolariichtphiiuMneae abspielen, noch andere
f^Mlantoren" wbkaui aind, etwa nltmvioletteä Sonaeattdit

202

a Bb«rt md C W. Lvti,

didbte) 1st Anderseits wird wenigstens die Bewegliclikeît vider Ionen dordi Adsorption

an Staubkernen, Nebeltröpfchen oder Nicderschlagsprodukten so stark herabgesetzt, daß ihr
Anteil an dem durch Wanderung von Ionen abcrmitteltcD Elcktrizitatsaustausch ganz zu-
rfldctrftt gegenftber den durch die „freien Tonen*' übertragenen Mengen. Bedenkt man, daß in
der Nähe der Erdoberflache im Mittel rund 1000 Ionen pro cm', aber selbst bei reiner Luft
oft 20000 his 60000 Staubkerne, tlie mit dem Ai tken sehen Stauhz.'lhler naehgewiesen werden,
vorhanden sind, so erkennt man, daß dic^e Wirkung der „iunenadäurption" eine ganz be-
deutende Rolle spielen muß.') DaO Wassertiopfen dnrdi vorwiegeiide Adsorptioii der nega'
tiven Ionen nicht unbctrnehtliclie Ladungen aus einem ionisierten Gasraumc entführen kßnnen,
hat Â. Schmauß*) nachgewiesen. In der viel reineren, staubfreieren Luft der höheren Re-
gionen kaim mflcfllcherweise dieser Einfluß der Adsorption zurOcktreten, derjenige der Wieder-
Vereinigung überwiegen, namentlich auch infolge der dort oben wahrscheinlich viel größeren
Wanderungsgeschwindigkeit der Ionen. Indessen pflegt sich in der Umgebung des Ballons
selbst immer eine stanbreidiere Luftsdiicltt aus naheliegenden GrOdden auszubilden; ganz
unkontrollierbare Verhaltnisse erhalt man, wenn nach Auswerfen von BaUastsand der Beobachter
sich in einer Sandstaubwolke befindet. Abgesehen von derartigen Störungen würde bei Eintritt
unes stationftren Zostandes sein:

+ - +-
q — ann — 0 oder q = onn (3).

b der freien Atmospfiare tritt nun hierzu ein regelmflBIger lonenstrom, der dadurdi

bedinfit ist. daß die positiven Ionen im Sinne des Gefälles, also bei normalen luftclcktrischen

Verhältnissen nach unten, die negativen Ionen gegen die Gefällerichtung, also nach oben

wandern. Die pro Flfldieneinheit einer Niveauflllcbe in 1 sec bindurditretende BldittiziitttSF

menge, die Stroindichte, ist far die + bzw. — Ionen i^eidi:

t + - -

j=»c.nu® und j = — cnv® (4),

wo c die lonenJadunp, u die spezifisrhe Wanderungsgeschwindigkeit der + lonen, V diejenige

der — Ionen bezeichnet; der Gesamtstrom ist dann: i = j — j.

Bs fragt sieb nun, wie diese lonenstrOmungen info^ der Störungen abgeändert werden,
wddie der Ballonkörper in das bomogene Erdfeld hineinbringt. Die Ausdrücke (4) für die

Stromanteile ^ und j gelten ftanz allgemein, auch für gekiUmmte Flüchen. Betrachtet man die
Diagramme IV oder V, so erkennt man daher sofort, daß ein Auswandern der + Ionen aus
der Umgebung der Balloogondel, und ein Zusammenströmen von — Ionen gegen diese hin

stattfinden muß.

Wie groß ist nun die hierdurch bedingte lonenkonzentration? Das Problem ist scheinbar
dn sehr emfiicbes, da ja die Ionen ftberall der lliditung der durch ihren Ort hmdurdigeliendea
Kraftlinie folgen, imd wir annehmen können, daß die spezifist hen Wanderungsgeschwindig-
keiten tt und v for Luft von bestimmter Dichte und Temperatur konstante Größen sind. Denken
wir uns also einen vertikalen ringförmigen FUtehenstreifen rings «an den <>beren Rand der
Gondel in derjenigen Höhe, in welcher wir die Aspiration vornehmen, markiert, so werden die
— Ionen in der Richtung der Kraftlinien \ oii allen Seiten her in diesen einströmen, die + Ionen
in denselben Richtungen wegwandern. Die Flachengröße dieser Zone ui' (durch den ange-
bangten Strich s^V «ie vorher, der Wert ebter GrOBe hi der Umgebung des Ballons» durch

Veiigl. H. Eberl, Ober die Adnrpthm der Gt^mn vnd ihrs BedcaUmg flBr die LnftéMctriiiat
Joh. Stark's Jahrbuch der RaJitJiiktivitîit tind KIckuonik, 3, Heft 1, 6i, 1906.

*) A. Schmaufi, Aufnahme negativer Elektrizität durch rallendc Wassertiopreo. Ann. d. Fhys. (4},
9, »4, 1901.

Digitized by Google

Dor FinilMlloa im i/UMuStm» Felde 4er E«de.

203

dieselbe GröBe ohne Strich ihr Wert in dem tuigestörten Erdfelde bezeichnet werden) wird

;ius ihrer Breite b und dem Abstände r von der Korbmitte /u uj'--b.2nr erhalten. Bezeichnet
man in dem Diagramme, welches das Feld für den betreffenden Ballon wiedergibt, durch zwei
ndiea dem oherea Goadetraade links and redits gneidmet« vertikale Stridie von enteprediender
Htthe (Msse Zone, aus der die Ionen aspiriert werden, und zieht man die durch die Endpunkte
dieser Striche gehenden Kraftlinien senkrecht zn den aufeinanderfolgenden Niveauflächen hin-
durch nach beiden Seiten hin in das Diagramm ein, so erhält man bei Rotation der ganzen
Figur um die Mittelsymmetrieaxe einen von Kraftlinien ummantelten gJockenfOrmigen Raum
(eine sog. ,,Kraflröhre";, in welchem sich die nach dem Untcrsuchunofsprebictc hinwandernden
— Ionen entlang bewegen. Die im ungestörten Felde hegende Endflüche hat die FlâchengroUe
IN ■» « (r.*— n*), wenn r. der fluBere, n der hmere KadiuB dieser riogftlrmigeii Eadflftche ist
Wtlrde unterwccfs keine WiedervprHniffunp stattfinden, uncî würden nicht in der Kraft-
rObre selbst neue Ionen immer wieder erzeugt, so wtlrde in der Zeiteinheit durch alle Quer-
schnitte der Krsftrtihre dieselbe EtektrizittttsiiieiiKe fließen, es mlllite also:

t» =f u>' oder f = j J,und j« ^fw oder J' = j^, .... (5)

sdn; die Stromdiciiten würden sidi tungekdut wie die fCraftrSlirenqiierschnitte andern.

Wenn man femer annimmt, daß im freien Felde Qberall y;leichviel -f und — Ionen
vorbanden sind, und der Verlauf der Niveaaflftchen, und danüt die Große und Richtung der
Feldkrftfte <V und 0* nidit wesentUdi dnrdi das Vorhandensdn und die Kooaentratlonsiinde-
rungen der Ionen beeinflußt wird — eine Annahme, zu der man sii h bei den hier in Betracht
kommenden geringen lonendichten berechtigt halten konnte —, so ist nach daent bekannten
Satse der Potentialtheorie (dem sog. .JCraftfhiStheorem"):

@iu = ®'u»' und & = ®(^) (6)

also auch die Feldkräfte ändern sich umgekehrt wie die Querschnitte derselben Kraftrohre.

Die pro Zdtemhdt durdi die Flidicneialieit am BalhMdcoihe herankommende Bldi-
trudtatsmenge, die Stromdicbte für die — Ibnea, wfire daher gemäß (4), (4^ und ^:

y ti-vW = = ) ( (7).

Es ist aber nadi (4) und (7)

j — — cnvO « — lE'tO, dkn — n' (8)

die lonendichte bliebe für die ganze Kraftröhre konstant Das jjleirhe f]^lt für die positiven
Ionen. Unter den genannten Voraussetzungen würde also die lonenfohrung durch die An-
wesenhdt des Baitons nidit gestOrt

Leider treffen aber diese Annahmen in Wirklichkeit nicht zu, wie eine genauere Be-
trachtung ergibt. Denn einmal ist die Zahl der 4- UQd — Ionen pro cm* tatsächlich im all-
gemehten mifends die gteîdie; gerade der ObersduiS der dnen lonenart (der + Ionen) Ober
die andere adieint eine besondere Rolle in dem ddicrischen Haushalte des Systems Erde-
Luftmeer zu spielen. Bei luftelektrischen Messungen im Freiballon wird es besonders darauf

ankommen, festzustellen, wie sich dieser Überschuß (n — n) in den höheren Scbtchteo gestaltet,
hl dlesera Falle gilt aber audi das KraftrOhrentheorem (6) aidit mehr, sondern es tritt hier
die Poisson sehe Gleichung an seine Stelle.

Außerdem darf bei derartigen Konzentrationsunterschieden der Ionen die Diffusion
nicht mehr unberOcksichtigt bleiben. Versucht man, allen diesen Umstlnden in dem dnich den
Ballon «(»lOrten Felde geeteiwt Redmnng zu tragen, so stofit man anf da ziemlidk kompli-

Digitized by Google

204

H. Ebert md C W. Lut*. Der Fteiballoii îm «lekttiKliM Petds der Erde.

zicrtes Problem. Es wtoe bereits jetzt lOsbar nft einer Amllwnuisr, weldte ansreidieod er-
scheint, um auch die Beolwcbtungen der anderen, oben genannten luftclektrischcn Elemente
reduzieren zu kOnnen, wenn Ober die in das Problem eingehenden Konstunten des lonisierungs-
prozesses selbst fttr die höheren Luftschichten etwas näheres bekannt ware. Vor allem fehlt
noGb die Kenntnis des Koeffizienten a der Wiedervereinigung (Gleichung 3i in dieaen Schichten
vollständig. Mittels einer von A. Schuster') nm Ebcrtscht-n Aspîrationsappamte angebrachten
Erweiterung wird es ermöglicht, auch diese Größe für den freien Luftraum für die verschiedenen
meteofologfsdienBedingiiogenfestzastdleo. Dahinrielende Versuche sind in Mflndien im Gange ;

dicselliea baben auch insofeme Bedeutung, ais aas n, n und a nach Gleichung 3 auf die
Bildungspesrh windigkeit q der Ionen und damit auf die Wirks;imkeit der ionisierenden
Agentien in den höheren Schichten des Luftmeeres geschlossen werden kann. —

Vorllnfig iMgnflgen wir ans daher daroi^ das Ergebnis unserer Uatersacbangen für die
Potentia!messung:en in die fols^cndcn Leitsatze zusammenzufassen:

Sollen in einem Freiballon einwandfreie luftelektrische Potentialmessiuigen angestellt
werden, so sind die folgenden Bedingungen zu erfoilen:

1. Das Schleppseil ist wahrend der ganzen Dauer der Messungen hoch zu nehmen
und erst auszulegen, sowie diese Messungen abgebrochen sind und zur Landung ttbergegaogen
werden solL

2. Statt des üblichen Sandballastes ist nach Möglichkeit mit Wasserballast zu arbeiten.

3. Ca. 7 m über dem Korbboden ist dauernd ein Zerstäuber in Tätigkeit zu erbalten,
wdidier mit Wasser mter lillhereni Drucke gespeist wird; ein millger AlkoliolznsBtz wird
die Gefahr des Einfrierens hintanhalten.

4. Ist man in eine andere Gleichgewichtslage übergegangen, so muß man einitje Zeit
warten, bis der Zerstäuber genügend au^leichend hat wirken können, erst dann kann man
hoffen einwandfreie Messungen zu efhalten.

5. Die beiden das Ccfnlle messenden Kollektoren sind bei Kogelballoos mittlerer Di-
mensionen in ö und 10 m unter dem Korbboden auszuhängen.

Die so erhaltenen GefBllewette bedflffea dann Iceiner Korrelttioft mehr, sondern stellen
das wahre, durdi iSe Anwesenheit des Ballons nicbt mehr gestörte hiftdetctriscbe Potential-
gefalle dar.

^ A, Sebaster, Ob die Rate at which Tons are generated in tbe Abno^iheK. Men. and Pioceed.
oTfbe Ifaiidieitir Uteniy md Fhilosoph. Soc. 48, 11. Nr 12, 1904; vergl. tacb H. Mache BDd Fr« Rtmner,
Ober die in der At m o^l i e entfaelteneii Zerfitltafwodakte dee Radioni. Phye. Ztechr. 7, Nr. iS, «17, 1906.

München, Febniar 19061

Tafel JE.

jtt . ■ — ^ /

TafBl V.

70*

Digitized by Google

über die Feuchtigkeitsverhältnisse der oberen Inversion.

Von

£. KLEINSCHMIDT.

Über die Feuchtigkeitsverhältnisse in den oberen Inversionen wissen wir bisher so gut
'«rie nichts. Der Grand Hefgt In der enorm ffrofien Trägheit des Hoarbygrometers bei Tempe»
raturen unter ^40". Manchmal jedoch scheinen die Verhältnisse so jiunstig, clafS wir ein
Resultat erhalten. Auf einen solchen Fall wies ich in einer frtthcrcn Arbeit*} hin, und zwar
wtt' e« der Registriet1)a]l<»iaii£stieg zu Strasburg vom 1. Marz 1906*), bei dem sidk io der oberen
Inversion eine Bewegung der Hygrometerschreibfeder zeigte, die nicht durch Temperadirein-
flOsse allein, sondern nur durch zimehmende Trockenheit zu erklaren war.

Inzwischen sind noch im Jahre 1907 in StraSbui^ einige Aufstiege hinzugekommen,
die ebenfalls eine deutliche Zunahme der Trockenheit anzeigen. Es sind dies diejenigen vora
11. April, 26. Juli und 3. Oktober. Von den Resoltaten des letzQfenannten gibt nachstehende
Tabelle einen Auszug.

3. Oktober 1907.

Nr.

Zeit

Sech&hC
rnnd

Tcmp.
•C

2 000

4 500

o»

— II

1 nalie kunstanf.

7000

—44

1 nahe konstant Zwischen

4fi

IIOOO

—59

1 Nr.4imd$B«(;lttnderTn-

II 500

-56

J version; Minimum — fio*.

12 000

„52

Zwischen 6 und 7 grÖÜtc

12 000

—51

Höhe.

II 000

-58

Min. Ende d. Ibt.

gooo

—47

7 500

-}4

6000

— 21

7«

4000

— 10

Die Tabelle zeigt, daß unterhalb der Inversion große reL Feuchtiijkeit registriert wurde
(ca.65*/,), die dann oberhalb der Grenze bis auf 35»f, sank (selbstverständlich machen die Prozent-
zahlen nur Anspruch auf annähernde Richtigkeit). Die grtfite Tfodtenhcit wurde regisiriert auf
dem Abstieg beim Verfassen der InTcrsion. Das beweist, daS die Trockenheit dicht Uber der

«> DieM ZeitMhiift. B. H, fk 99.

') I <•. p III

Beiträge lur Physik der freien AtmotphAre, IL 19

Digitized by Google

206

K. Klelntclinidt,

Grenze dasetzte. Die Kurre UOt audi erkenneo, daS voter der Grenze tatsftdilidt groSe Fcucbtip-

kcit herrschte; nicht allein aus der konstanten Aufzeichnung von ca. 67V» beim Aufstieg — denn
man könnte einwenden, daß die Trflgheit des Haares in der Nahe des Miniinuins der Temperatur
(—60") unendlich groß gewesen set ^ sondern iumptsftddlch aus dem Umstand, daS sofort
nach Vcrtassen der Inversion die Hygrometerfeder sich im Sinne zunehmender Feuchtigkeit
zu bewegen anfängt Die Tatsache, daß überhaupt das Haar bei Temperaturen zwischen —50'
und —60" so stark reagierte, kann wühl nui auf die Grötte des Feuchtigkeitssprungs zurück-
geführt werden. Dieselbe ist zweifeUos grOfier gewesen als die Registrierung angibt, vor alleni,
weil dir heim Austritt nus derbTcrsion registrierten 35% bei der vorhandenen Trägheit sidier
noch viel zu hoch sind.

Da sich zwischen -450* und — £0* der Sattigmigsdrudc des Waaserdampffes Iman
merklich rindert, bedeutet eine Ahnahme der rel. Feuchtigkeit um mindestens 20 — 30*/» auch
äa starkes Sinken der spezifischen Feuchtigkeit. Und dieses kann ntu* stattfinden, wo die
tUwretnander lanfemden Schichten ridi nicht n^dien.

Ähnlich verhalt sich die Regi^trierunj; vom 11. April 1W7. Auch hier wird unter der
Grenze ca. 65%, über ihr beim Absdeg 28% registriert. Beim Abstieg erfolgt unterhalb der
Invetaion wieder rasche Zunahme der reL Fenchtiglreit.

Der 3. Aufstieg, der vom 26. Juli 1907, registrierte unter der Grenze 32*/«» Ober ihr 129«;
die Temperatur stieg in der Inversion relativ hoch (bis auf fast —40*). '

Unter samtlichen Aufstiegen, die von der internationalen Kommission für wissen-
schaftliche Luftschiffahrt veröffentlicht wurden, finden sich für die Zeit vom Januar 1904 bis
Dezember 1<XV') nur noch 3 Aufstiege, die innerhalb der obem Inversion eine unzweifelhaft auf
Feuchtigkcitsilnderungen zurückzuführende Bewegung der Hygrometerfeder aufweisen. Sie
sind la Uccte veranstaltet, der ebe am a Utä, der andere am S^Jnli, die dritte am & November
10<y,. Pcim 1. werden im Aufsteigen unter der Schicht :î7, im Absteigen Über ihr Ift'V registriert.
Die Temperatiu' steigt in der Inversion auf ca. —40*/». Heim 2. ist er imter der Grenze relativ
fcudit (ca. SOIU, behn Austritt werden 20% angezel^ die Temperatur halt sidi bei —SO*. Der
3i zei0 einen Sprung von 70 auf -lö".'^ bei einer Temiieratur von ca. —

Die Angaben zeigen, daß unter besonderen Umständen anscheinend manchmal die
RegistrierCBhqgfceit in der obern bversîon eihalten bleibt, und zwar tritt dws v o r wie gend ebi,
wenn ein Haar auch bei tiefer Temperatur aus feuchter in trockene Luft gelangt, oder wenn
die Temperatur eine relativ hohe ist. Heide Umstände bedingen aber eine relativ geringe
Trägheit des Haares, wie in der oben genannten Arbeit nachgewiesen werden konnte. Bs
kommen aUenings auch zahlreiche Falle vor, wo das Hygrometer beim Eint ritt in die obere
Inversion gradlinig weiterschreibt, obwohl es vorhei vielleicht 60 RO* „ aufzeichnete. Hier läßt
sich jedoch nichts aussagen; entweder entspricht die Registrierung den tatsächlichen Verhält-
nissen, Oder die Trägheit war für das betreffende Haar sdion imendlidi gnù, oder die
Hebelflbertragung hatte sich festgeklemmt.

Aber auf keiner Straüburger Registrierung und bei keinem internationalen Attfstieg in
dem oben genannten Zeltraum tritt der PaU dn, da0 eine unzweidentige Peuchtigkcitsznnahme
in der oberen Schicht aufgezeichnet wird. Wo eine soklie Zunahme ang^edeutet erscheint, sind
es zweifeUos Temperatureinflüsse (ungleich thermische Trägheit bei dem Haar imd dem Ge-
steil des Appelates), die ein solches Veriialien der Regtetrierinirve veniraachen.

Kurz zusammengefaßt, finden wir:

1. Unter allen mir zuganglichen Feuchtigkcitsregistnerungen (vom Jahre 1904 ab) finde
ich liienie, auf Grund deren eine ^mahme der relativen Feuditlgltett beim £>urchgang durdi
die Grenze der oberen Inversion zu konstatieren wAre.

Ober dte FewchtiSkcittmflitttiiiMe der obena Imnlon.

2. Zahlreiche Aofeeiduiiingen sfaid yorhaaden, die beim DnrdiganK duitdi die GrenZ'

flache keine unzweifelhaften FeuchtigkeUs.'lrukrungcn angeben. Dieselben beweisen nielits,
weil Einfrieren der Achsen oder alizugroße TrUgheit der Huare gegenüber den vielleicht nur
geringen FeuchtigkeitssprUngen die Ursadie der geradlinigen Registriening sein ItOonen.
Vieifoch sind es solche, die auch schon unterhalb der Schicht große Trockenheit anzeigen.

3. Einige wenige Fälle, und zwar nur bei besonders günstigen Bedingungen (grotte
Feuchtigkeit unter oder relativ hohe Temperatur über der Inversionsgrenze) zeigen eine
Abnahme nicht nur der rdattven, sondera auch der spexttisehtti Fenditiglceit bén Eintritt in
die obere Inversion.

Die wenigen Registrierungen, bei denen das Hygrometer nachweislich reagiert hat,
charaktetisierea die obere Inversion als trocken. Bin Nachweis, daB sie es immer ist, wird
hierdurch natürlich nicht ijeliefert; aber n?; ist nicht unwahrsrhcinlirh, daß eine Schicht, Inder
vertikale Mischungsströme tehlen müssen, sich auch auf die Dauer in ihrem Fcuchtigkeits-
gdudt ziemlich gteicbartig veriiait Sidange keine gqjenteiligeii Resultate voittegen, wird atan
daher anndunen dürfen, daft lonerttalb der obem In verton groSe Trockenheit vorhanden ist

Beschreibung zweier Vorrichtungen zum Abwerfen oder Entleeren

eines Ballons bei den Bailonaufstiegen über dem Meere.

Von

L. PALAZZO.

Mit } l' i);urcn im Text

Herr Prof. Hergesell hat die Metboden gezeigt, nacb welchen die Doppelballonauf-
stiege for tSe Erfiorsditing: der hoheo Atmospliare auch Uber dem Meere, von Bord eines

Schiffes aus, veranstaltet werden kf'nnen. D:i dri-s Schiff das t'mporgesandte Ballonsystem
vei'folgea soll, um das Registrieriostnuncnt an seiner Landung Uber die Mceresfläche möglichst
gleich zu bergen, so darf man ans Idcftt Tersttadlidien GrOndes das Falleii der Baüoiis k
keiner zu großen Höhe bewirken ; die Ballons können andernfalls sehr leicht ans den Augen
verloren werden. Es ist deshalb zweckmäßig, einen der Ballons nicht zum Platzen zu bringen,
was mehr oder weniger dem Zufall unterworfen ist, sondern durch einen geeigneten, auto-
matisch wirkenden Abwurfhaken frei zu machen.

Der von Professor Tf er^^csell ausgedat hte und wohl verwendete Abwurfhaken ist
ein elektrisch funktionierender'j : ein kleiner Elektromagnet klinkt den Haken aus, wenn
entweder die Reg^strierfeder des am bstmment befindticben Barometers bei einem bcstiounten
Druck, oder die Uhrtrommel selbst nach einer bcstimmrcn, duich passend angebrachte
Kontakte, den Strom eines leichten mitemporgesandten Trockenelementes schüeßt.

Bei den serologischen Forsdittngeii weldie idi Ober dem Ligurischen Meere im ver-
gangenen Juli unicrnornmen liabe' , \ ersuclite ich auch den elektromagnetischen Abwurf-
liaken ao meinen Tandemballons anzuwenden, aber leider ohne guten Erfolg; denn der
Halten klinicte Öfters von sdbst ans, d. h. unabhängig von der Scbfiefiung des elektrischen
Stromes. Im ganzen schien mir die Wirkungsart dieser Vorrichttmg etwas zu unsicher.
Auch Hauptmann Hildebrandt beklagte sich bei seiner serologischen Expedition in den Ge-
wässern von Island") über ein derartiges vorzeitiges Ausklinken des Hergesellschen Abwurf-
fcakenS. Herr Hergesell erachtete es auüei dem für zweckmäßig, eine kleine Vorrichtimg an der
Schnur des aruh ren, nieht mit dem Abwurfhaken verbundenen Hallons anzubringen, welche
Vorrichtung dafür sorgen soll, daß, wenn dieser letzte Ballon aus Zulull vorzeitig platzt, der
elclctrisdie Strom nidit mebr geschlossen werden kann, sodaß auf alle Falle em BaHoii,
weldier das Instrument herunter trflfît, Obrijx bleibt.

Bei meinen Experimenten bemerkte ich überdies, daß es vorzuziehen ist, die Abwurf-
voiTichtangr von delrtrisdieii, in der Uhr des Instrumentes angebrachten Kontakten tmab-
h:inpif zu maehen; in der Tat, naehdem der Kontakt in der Uhrtrommel fdr eine bestimmte
Zeit schon eingestellt tmd der Apparat in seinem Weideokorbe fertiggemacht ist, kann es

'I Siehe diese Beicrige, Band I, Heft 4; Bd. II, H. 3.

') Doli, della Societi Aeron. Ital., Aano V, N. 1, 1908.

*) Die WoehCi 1907, N. sS, S. leSo.

Peicfcwllwun nraier VonkUngca m Ataraffca oder EMtoana élatm BéHom amr. 209

sich ereignen, daß bei den Vorbereitung^ des Aufstieges, durcb irgend einen Umstand, eine
Verspätung des Aufstiegs eintreten rnnft. In diesem Faüe muß man wieder die Anordamg

des Korbes und des Apparates umarbeiten, um eine neue Finstellun^ des Kontaktes der Uhr
za erzielen, and das ist eine unangenehme und etwas Icompüzierte Sache.

Diese Überle^ngen haben midi veraidaBt, einen Abwnrfliaken znsammenzastdleni

welcher selbständig, ü. h. imubllAl^i;!; TOm Registrierinstrument ist, rein mcdiaaladi bei einem
bestimmten Luftdruck in TiUipfkcit tritt, und bei welchem das Ausklinken in unfehlbarer
Weise nie geschehen kann, bevor die Ballons die im voraus berechnete Hohe erreicht haben.
Ich gebe mm die Beschreibung der Vorriditnog an, traldie zimt Abwerfen eines Ballons des
Tandemsvstems dient, und dann werde ich auch zeigen, wie die Vorriditung in einen £nt-
leerxmgsupparat umgestaltet werden kaim.

Ausliakiingsvorrichtnng.

Auf einer rechtwinltligeo, durchlflcherten Alvminimii|ilaite (Flg. 1) ist ein Barometer

(Bourdonröhrc) und ein Klinkensystem anpebr;u-ht. An dem Rii pcl L der Klinke wird ein
mit der Ballonleine verknüpftes Kinglcin r uingchakl. Um den Riegel vorzuschieben und

Flg. i. Flg. 3- Fig 3,

fit MC GiM«). (MtGroa«). (*U ou. CrößeX

geschlossen za halten, hebt man den an dem Riegel selbst qoer angeloteten Hebdarm AA

ober einen Stahtstift T, indem man die Stahlfeder F, die sich links von der Bourdonröhre
befindet, nadi rechts drückt; hat der Hebel die äußerste Stellung auf der rechten Seite des
Stiftes erlangt, so «ird'er herabgedrflcict, bis er den kleinen oberen Stiel S der barometriadieB

210

L. Pmlasio,

Röhre bfrOhri. Die Spannung der ziemlitli starken Feder hält den Arm in seiner jetzigen
Stettnog gegen den Stift fest.

Der Stift T, wck-her lotrecht auf der V^jrJfrfläche des Aluminiumplatte vorragt, ist
mit einer Mikrometerscliraube verbunden, die an der hinteren i'lattcnscitc sich befindet, wie
aus der 1%. 2 crsklitlidi. Die GaochiOhe der Schraube ist 0^4 mm, und der geteilte Kopf
derselben ist irtnps einer kleinen Skala, mit eingeschnittenen 2^hncn, verstellbar. Mit dem
Drehen der Schraube kami man den aus der Ilatte hervortretenden Teil des Stiftes ver-
Ungem oder vertflrzen.

Wenn das Tandemsyslem aufsteigt und der Luftdruck abnimmt, so hebt sich der
Stiel der Bourdonröhre von der Platte ab, nimmt den Hebelann mit und führt denselben
■Ibnaltlldi aii&Mrflrts, bis daß der Amt Uber den Stift weggleitet. Das gesdiidit frOher oder
später, je nachdem die Lange des Stiftes durch die Mikrometerschraube reguliert ist. Dann
tritt die Feder sogleich in Tätigkeit: der Hebel gleitet nach links, der Riegel wird mit
Gewalt zturückgezogen, der King des Ballon losgelassen, und der Ballon fliegt ab.

Um die Reibung des Hebelarmes gegen den Stift der Mikrometerschraube möglichst
zu vermindern, ist der runde Stahlstift gut poliert, wahrend das Ende des Hebels an der
gegen den Stift zugewendeten Seite, in eine abgerundete glatte Schneide auslauft.

Die sdtlidie, bakenfonnige, an dem Hebelarm mittelst daes Zapteas £ verimndene
MetallamcUc K ist ein Sicherheitshaken. Wenn der Hebelarm seine richtijre Stellung zum
Stift erhalten hat und herabgedrOckt ist, wird nOmlich der Haken K so verschoben (ce ist
ein FOhmngsschlitz), daß sein Bode den Stiel der Boordonsdien Röhre von asten anfaßt Der
Stiel wird also, zwischen dem äußersten Ende des Haken K und dem Ende des Hebels A,
wie in einer Gabei hineingehalten. Auf diese Weise Icann der Hebelarm auf keinen Fall frei
irerden, ohne daB die barometrische ROhre dorcb die Vermindemi« des Ltiftdrackes ins
Spiel kommt. Falls es etwa vorkommen sollte, daß der andere Ballon wegen eines Fehlers
im Material voiiier platz^ so sorgt di^e Sicherheitsvorricbtung dafUr, daß der zur Ausbakung
bestimmte Ballon nicht mehr zum Abwurf gebracht wird, auch in dem Falle, daß der Hebel
fast schon an die obere Spitze des Stiftes geführt ist. In der Tat, da der noch unversehrte
Ballon sofort zu fallen beginnt, drückt die barometrisc he Ri'îhre jetzt den Haken K herab, und
da der Haken mit dem Ann A verbunden isl, wiid dieser IcUte wieder rückwärts gedrängt.

Der untere Ring R der Alandniumphitte dient zur Befestfgung des Abwurfappomies
an dem Korbe des Registrietùistnimentes.

Der Appar.it ist in der Fig. ?. durge.stellt. Er ist in seinem Wesen dem oben ge-
schilderten Abwurfsapparat giuiz analog ; er bestcltt ebenso aus einer barometrischen Bourdon-
rOhre und einem Riegelverschhisse^ die auf einer durchlöcherten Alumbdumplatte au^
sec«t sind.

Am oberen Rande der Platte liegt eine zangcnarti^^e Vorrichtung; eine Zunge NN der
Zange ist fest, die andere N' N' ist um ein Scharnier C drehbar. Zwischen den beiden Zimgen
wird der FUllansatz des Ballons (der Schlauch soll doppdt umgebogen werden) zusammen«
gepreßt Damit die inneren ^^^lnde des Füüansatzes infolge des Pressens nicbt aneinander
kleben, ist es zweckmäßig, dieselben mit feinem Talkpulver zu bestreuen.

Um die bewegliche Zange geschlossen zu halten, schlägt man die kleine Stange E
herab, so daß das Ende a der Stange und das Ende b der Zunge unter iretjcnseitipem Druck
Stehen. Die Stange ist um den Zapfen P drehbar; sobald dieselbe hcrabgcschlagen wird,
wird sie in dieser Stellung gehalten» indem man die Klinke verschliefit, deren Spitze dum

Entleerui^BvorrK^tnng.

Beschreibang sweicr Vorrichtungen mm Abwerfen oder Entleeren eines Ballons qsw. 211

sich in ein kleines Loch am Ende der Stange hineinschiebt. Der Verschluß der Klinke ge-
scbieht in ähnlicher Weise wie bei dem anderen Apparat. Der Querarm AA des Riegels L
wird namllch gegen den Stift T der mlkrometrischen Schraube an der rechten Seite ein-
gestellt und mit dem Stiel S der AneroYdröhre in Berührung gebracht

Auch hier schiebt :^ich, ebenso wie bei dem anderen Apparat, sobald die Rallons
emporsteigen, infolge des verniiiiderlea Luftdruckes, die Bouidonruhre mit ilirem Stiel
aufwärts und führt den Arm A nach oben, bis derselbe die Höhe des Stiftes T flbersteigt;
dann kommt die Feder F ins Spiel, der Riegel wird zurückgeschoben, die frei gewordene
Stalle £ hebt sich sogleich empor, weil ein federndes Stahlzünglein G die Stange nach oben
drOdtt, und audi weil die g;esenttbersteiienden Ende a und b der Stange tmd der beweglichett
Zunge schrrig abgehobelt sind und bei dem Zusammenpressen sich pcKcncinander abzustoßen
Strien. Auf diese Weise wird die Zange geöffnet und geht der frei gewordene Füllansatz
anf. Der Ballon wird dann selbstrerstandlidi seltr rasdi endeert, besonders wenn man die
VoisiLht gebraucht hat, denselben umgekehrt, d. h. mit dem Füllansatz nach oben, empor-
steigen zu lassen, was s^r leidit zu erzielen ist, wenn man nach der Umkehrung die vier
VcitindnngsscImQre') des Ballons IcOrzer ItOlt als bei der llbliclien Anordnung.

Auch hier dient die dreimal gekrümmte Metallamelle K, welche um das Scbanier
z drehbar ist, als Sicherheitshaken, ganz ähnlich demjenigen des anderen Apparates.

Die feste Zunge N der Zange ist mit einem metallischen Riihmen ausgerüstet, welcher
mit den kleinen seitlichen Kiemmsdtnuiben v und v* so verstellbar ist, daft man den Druck
der Zange gegen den Cummifüllansatz zweckmäßig regulieren kann.

Die Anwendung des Entleerungsapparates bietet den weiteren Vorteil, daß die Ent-
leerung ^es Ballons zwar das Henmtcäfallen des Tandemsystems bewirkt, daft aber der
entleerte Ballon nicht verloren geht; man knnn dcnsetbcn unversehrt samt dem zweiten Ratinn
und dem Instrumente bergen, so bleibt das kostspielige Material für folgende Aufstiege erhalten.

Damit bd dem Herabbdten des entieerten Ballons auf «Be Heeresfladie. wo er unter dem
Korbe schwimmen wird, der Entleerungsapparat sich selbst nicht ins Wasser eintauche,
gebraucht man die Vorsicht, den Apparat nicht an den sich entleerenden Ballon zu befestigen,
sondera mittelst des Rnigleins R und einer Schnttr von geeigneter ÎAoge an den anderen Ballon
zu knüpfen, der in der Luft schwebend bleibt.

Es ist leicht zu verstehen, daß derselbe Entleerungsapparat auch als einfache Abwurf-
vorrichtung dienen kann, wenn man, anstatt den Füllansatz des Ballons durch die Zange zu-
sammengeprefit zu halten, ein dastisdies, mit der Haltdeine des Ballom veiknllpftes Band
zwischen der Zanjje steckt.

Die Apparate zum Abwerfen oder zur Entleerung sollen vor ihrem Gebrauch sorg-
faldg graduiert werden, was am besten mittelst einer Luftpumpe geschieht Man prftft aflmlteh
stufenweise, auf welche Stellungen die Mikromctcrschraubc einzustellen ist, um die Ausschließung
des Ri^els der Apparate bei bestimmten Luftdrucken resp. berechneten Höhen, zu erzielen.

Die beiden Apparate wurden Ton Herrn L. PasdaneUi, Medianiker des Ues^sen
Institutes, verfeitiRt. Die .Abwurfvorrichtung wiegt nur 70 gr, diejenige zur Entleerung 101 gr;
sie haben also auch gegen den elektromagnetischen Abwtuihaken den Vorteil einer größeren
Leiditigkcit; denn der Abwuifludmi mit Eldctromagnet wiegt für sich allein SO gr, «md dazu
kommt nodi in Redurang das Gewicht de» Trodmidemente^ 85—100 gr.

Rom, Meteorologtsdies ZentraUnstitn^ 30l April 1906.

•) Diese dad die SclmOre, welche von den trier GaniiiiilHUwdigii, etwas «mter des» Aqnttor dea
Bsiloaa, mdi eiaer elna^ Hsllddae hialaafaa, wo lie lidi dcnelb«ii verknilpiiea.

Seoffl Reimer, Pcriaq, Berilo g. is.

hfiiiibf ml it ndMtci ScikfMMk

ton

tt(i:i(| SBenbt,

8*. an «Mat 1M61 «Ctilhl «f^^flAntni ^T-.

Die GcMbtcbtofoncbang hat in neuerer Zeit ihr Inter-
esie inelir den materiellen Vorgängen zugewendet mi tmffi
dahin, statt der idealen Momente mehr das wiitBchafUldM
Lebet) als die Grundlage der KulturentwicUung anzusehen.
In dem Rahmen dieser Fwschong ist auch die Technik
wohl erörtert worden, aber aw als virtMhalllidier Faktor,
während ihre Stellung in dem Vormarsch der gesamten
Kultur, insbesondere auf dem sozialen und geistigen Flügel,
bisher nur der Gegenstand von Aadentongen war.

Fi3r den Verfasser dieses Ruches aber stellt sich das Bild
also dar: für ihn ist die Technik nicht nur eine der tragenden
Uielite der Koltar In allen ifareti Fonneii, er aieht nml er-
weist in ihr die Grundlage schlecliihin für d!c ^;csamte ge-
schichtliche Eotwicktoog, die Weckerin zur persönlichen und
politischen Fneîbeh und zu einer reineren Sittlichkeit

Ein Buch auch für den Techniker, aber um keinen
Grad minder (Qr jeden Andern, der «n (kn Problem der
Knknr and dam 2taber danr Uar fMcfaiSBaan Dantdlang
Anteil ninint.

Verlag von Karl J. Trflbner in Strafiburg und Berlin.

Soeben enehien:

Inteinationaler Lnfteehiffer-Yerbaiid

= l. L.-V. =
(FédôratioD Aèrunuutiiitie luternationale)
(= F. A. I, =4
tagrtaM MB 14. O tl rt w 1901.

Satzungen und Keglements.

Aus dem Französischen übcrtrugtn
von

Ibetheid T. BdMiBikf, «ad Jht, EaruMB fltai«,

ImlMat fm Utatarit-BiglaMat llf, OtMmtsr
iMOIWii«. m Xrl«|iäS2iäit, iM rtni. MiUorak» InaMtltt

Ißt «tnem NacUr^:

Beglememt fUr den Oordon-Bennett-Preia

16* 1&3 Seiten. 1908. PieiB 2.—.

Die Luftschiffahrt

ihre Vergangenheit und ihre Zulcunft

insbesondere das Luftschiff
im Verkehr und im Kriege

Von

H.W.LMOEDEB£CK

^BadiKhai PuteitUlcnc-Rtetmnt Nr. 41

Mit 71 Abbildungen im Tesrt.

8». TI, 137 Seiten. 190G. Piei« Jt 2.50.

Die LufUchifTahrt ist mit der Einführung des Lebandy-Luftschiffes in die franzStische Armee
nnd dar Gründung dm „IntainatioaMUn AaronAntiaebeii VarbAndaa" in dan laWaa Mooatan an aiaom Punkt
anpeliaft, dar ^inan varMnramiTollan AnaUkk in üt Znkmft failBtlal Si* Tontidiiitto mit dam lantftntan
' < fr !^ir. ' ;i'tzt derart, daas uùoa in aUemlcbatar Zait die «ndfllltifa aialiaw Umdf daa actoieiiian FMUann

erwartet Wiarden dajf.

Ein kurzer, prS^antcr Bcncht von einem der hervorragendsten Kenner und Fürdtrcr aller dieser Bestrebangem
Ober den Stand dar Luftschiffahrt, »in Marer Obarhiick über die nunmehr 235 Jahre nmfawende Gaachicbte
dar Lnftachiltahrt nnd tint eaehtamdjia MrtrtanHng ttar die taaUige Ausgestaltung nnd Verwandbntkeit
daa Lnftaeliirra iat daiw MMiit iailii»i5l> md irifd vialao wüttannaan lain.

Digitized by Google

Internet Archive Audio

Featured

Top

Images

Featured

Top

Software

Featured

Top

Books

Featured

Top

Video

Featured

Top

Mobile Apps

Browser Extensions

Archive-It Subscription

Save Page Now

Full text of "Beiträge zur Physik der Atmosphäre. [Zeitschrift für die erforschung der höheren luftschicten] .."

See other formats